WO2018164538A1 - Scanner - Google Patents

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WO2018164538A1
WO2018164538A1 PCT/KR2018/002842 KR2018002842W WO2018164538A1 WO 2018164538 A1 WO2018164538 A1 WO 2018164538A1 KR 2018002842 W KR2018002842 W KR 2018002842W WO 2018164538 A1 WO2018164538 A1 WO 2018164538A1
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WO
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light
optical system
state
light source
scanner
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/002842
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
전진환
임용현
강승협
이창윤
Original Assignee
주식회사 제노레이
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Publication date
Application filed by 주식회사 제노레이 filed Critical 주식회사 제노레이
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C9/00Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
    • A61C9/004Means or methods for taking digitized impressions
    • A61C9/0046Data acquisition means or methods
    • A61C9/0053Optical means or methods, e.g. scanning the teeth by a laser or light beam
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0062Arrangements for scanning
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    • A61B5/0082Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
    • A61B5/0088Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for oral or dental tissue
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    • A61C9/0053Optical means or methods, e.g. scanning the teeth by a laser or light beam
    • A61C9/0066Depth determination through adaptive focusing

Definitions

  • the present invention relates to a scanner.
  • the dental prosthesis was produced by the prosthesis by hand processing the prosthesis through the impression model.
  • a prosthesis is designed using computer-aided design (CAD), and a prosthesis is manufactured through computer-aided manufacturing (CAM), and high accuracy and high productivity are pursued compared to conventional manual work.
  • CAD computer-aided design
  • CAM computer-aided manufacturing
  • a method of acquiring tooth surface information of a patient includes a method of obtaining an impression model through a 3D scanner and a method of using an oral scanner.
  • the method of acquiring the impression model through the 3D scanner is a method of injecting a substance into the oral cavity of the patient, curing the same, and obtaining the impression model through the 3D scanner. This method still has to inject a substance into the patient's oral cavity, thus giving the patient a sense of rejection.
  • the oral cavity scanner moves the scanner by inserting the scanner in the oral cavity of the patient, acquires an image, and reconstructs the dental surface information of the patient.
  • a plurality of optical systems are required to implement the oral cavity scanner, and there are a confocal method, a triangulation technique, an active wavefront sampling method, and the like, depending on the implementation method.
  • the confocal method does not need to apply a separate material to the teeth for averaging the reflectance of the teeth, the patient's rejection when scanning the teeth compared to other methods.
  • the confocal method is a method in which only a light corresponding to a specific focal plane of the light incident to the detector is sensed by the detector to move the optical system to change the focal plane and acquire an image to obtain surface data of a tooth.
  • the confocal scanner is developed by Align, 3shape and the like. However, the confocal scanner has a problem in that vibration and noise occur because the optical system must be physically moved.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a conventional chromatic confocal method.
  • a conventional chromatic confocal oral scanner 1 includes a white light source 2, a beam splitter 3, a chromatic aberration generating lens 5, a detector 6, and a pinhole 7. can do.
  • the oral cavity scanner 1 irradiates light onto the object 9, receives the reflected light from the detector 6, calculates it, and obtains surface information of the object 9.
  • the white light source 2 irradiates the white light with the beam splitter 3, and the white light passes through the beam splitter 3 and proceeds to the chromatic aberration generating lens 5.
  • the light transmitted through the chromatic aberration generating lens 5 proceeds to the object in a form having different focuses according to wavelengths. That is, the light having the first wavelength ⁇ 1 among the light transmitted through the chromatic aberration generating lens 5 is focused at a position adjacent to the chromatic aberration generating lens 5, and the light having the third wavelength ⁇ 3 is Focus is generated at a position spaced apart from the chromatic aberration generating lens 5, and light having a second wavelength ⁇ 2 is generated between the first wavelength ⁇ 1 and a third wavelength ⁇ 3.
  • the detector 6 is irradiated.
  • the second wavelength ⁇ 2 of the light transmitted through the chromatic aberration generating lens 5 corresponds to the surface of the object 9
  • the light having the second wavelength ⁇ 2 is beam splitter 3.
  • the detector 6 calculates a wavelength of the irradiated light to determine a distance between the chromatic aberration generating lens 5 and the object 9.
  • Measure Surface information of the object 9 may be obtained through a distance between the chromatic aberration generating lens 5 and the object 9.
  • Conventional chromatic confocal method can omit the physical movement of the optical system compared to the confocal method, there is an advantage that can reduce the noise and vibration.
  • depth information is measured through wavelengths, there is a problem in that color surface information of an object cannot be obtained.
  • the present invention provides a scanner capable of acquiring surface information and color information without noise and vibration.
  • the detector for receiving the light reflected from the object to generate a signal;
  • An optical system whose state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal;
  • a control unit for controlling the detector and the optical system, wherein the control unit controls the optical system and the detector to generate shape information of the object when the optical system is in the first state, and the optical system is in the second state.
  • the optical system and the detector are controlled to generate the color information of the object when in the.
  • a scanner in accordance with another aspect of the present disclosure, includes a light source configured to output first light including at least a first wavelength and a second wavelength; And an optical system whose state is changed by an electrical signal, wherein the optical system induces chromatic aberration of the first light in a first state to output a second light having a first depth of focus and a third light having a second depth of focus, and The optical system induces chromatic aberration of the first light in a second state and outputs a fourth light having a third focus depth and a fifth light having a fourth focus depth.
  • An embodiment of the present invention is a scanner for scanning a three-dimensional shape of the object, the light source;
  • An optical system capable of changing a state according to an electrical signal and changing an optical characteristic according to the state change;
  • an optical sensor in which unit color pixels including at least R pixels, G pixels, and B pixels are arranged in the form of a two-dimensional array having an N ⁇ M shape, and when the scanner operates in a first mode, When only some of the N x M unit color pixels included in the two-dimensional array of sensors detect an electrical signal according to the light reflected from the target object, and the scanner operates in the second mode, An electrical signal according to the light reflected from the object is detected in all of the N x M unit color pixels included in the dimensional array, and when operated in the first mode, the electrical signal is detected.
  • the two-dimensional coordinate value on the pixel array and the color value detected by the first unit color pixel are used to detect a three-dimensional shape of the target object, and in the second mode.
  • the two-dimensional coordinate value on the pixel array of the second unit color pixel from which the electrical signal is detected and the color value detected by the second unit color pixel are used to generate a two-dimensional image for the object. Used.
  • the scanner according to an embodiment of the present invention may obtain surface information and color information without noise and vibration by changing a characteristic of light applied to the optical system by applying a voltage to the optical system according to a mode.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a conventional chromatic confocal method.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a system including a scanner and an electronic device interoperating with the scanner, according to embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a scanner according to a first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a light source according to a first embodiment.
  • FIG. 5 is a view showing another form of the light source according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a view showing still another embodiment of the light source according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an optical system according to a first embodiment.
  • 8A to 8C are views illustrating light that is changed and output in the optical system according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating another structure of the optical system according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a voltage applied to the optical system of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a voltage applied to the optical system of FIG. 9.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a color information acquisition operation of the scanner according to the first embodiment.
  • FIGS. 13A and 13B are diagrams illustrating an operation of acquiring surface information of the scanner according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a view illustrating a wide-angle preview acquisition operation of the scanner according to the first embodiment.
  • 15 is a view showing a method of driving a scanner according to the first embodiment.
  • 16 is a view showing another driving method of the scanner according to the first embodiment.
  • 17 is a diagram illustrating a scanner according to a second embodiment.
  • FIG. 18 is a view showing the structure of a scanner according to a third embodiment.
  • 19 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of a scanner according to a third embodiment.
  • 20 is a diagram illustrating an operation of acquiring color information of a scanner according to a third embodiment.
  • 21 is a diagram showing the structure of a scanner according to a fourth embodiment.
  • FIG. 22 is a perspective view illustrating a lens array according to a fourth embodiment.
  • FIG. 23 is a perspective view illustrating a pinhole array according to a fourth embodiment.
  • 24A and 24B are diagrams illustrating paths of light in the lens array and the pinhole array according to the fourth embodiment.
  • 25 is a diagram illustrating a surface information acquisition operation of the scanner according to the fourth embodiment.
  • 26 is a diagram illustrating an operation of acquiring color information of a scanner according to a fourth embodiment.
  • FIG. 27 is a view illustrating a wide-angle preview information acquisition operation of the scanner according to the fourth embodiment.
  • FIG. 28 is a view illustrating a surface information acquisition operation of the scanner according to the fifth embodiment.
  • 29 is a diagram illustrating a color information acquisition operation of the scanner according to the fifth embodiment.
  • FIG. 30 is a view illustrating a wide-angle preview information acquisition operation of the scanner according to the fifth embodiment.
  • 31 is a view illustrating a surface information acquisition operation of the scanner according to the sixth embodiment.
  • FIG. 32 is a view illustrating a dental caries information acquisition operation of the scanner according to the sixth embodiment.
  • a scanner may include a detector configured to receive light reflected from an object and generate a signal; An optical system whose state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal; And a control unit for controlling the detector and the optical system, wherein the control unit controls the optical system and the detector to generate shape information of the object when the optical system is in the first state, and the optical system is in the second state.
  • the optical system and the detector are controlled to generate the color information of the object when in the.
  • the controller may control the optical system and the detector to generate preview information of the object when the optical system is in the second state.
  • the plurality of states may further include a third state, and the controller may control the optical system and the detector to generate wide-angle preview information when the optical system is in the third state.
  • the surface shape of the optical system may be kept constant regardless of whether the electrical signal is applied.
  • the optical system may be a liquid crystal lens.
  • the controller may apply an electrical signal to have the same optical characteristics as the convex lens.
  • the controller may apply an electrical signal to operate like a Fresnel lens having the same optical characteristics as the convex lens when the optical system is in the first state.
  • the light source may further include a light source for irradiating light to the object through the optical system, and the light source may output light in which light of a plurality of wavelength regions is mixed.
  • the light source may output white light.
  • the optical system may convert a path of light from the light source according to a plurality of states.
  • the optical system may convert and output light from the light source to have different focal lengths for each wavelength region.
  • the optical system may output the light from the light source without changing the characteristic when in the second state.
  • the optical system may diffuse and output light from the light source when in the third state.
  • the detector may receive light having a focal point on the surface of the object when the optical system is in the first state.
  • the amount of light received by the detector when the optical system is in the first state may be smaller than the amount of light received by the detector when the optical system is in the second state.
  • the light receiving region of the detector when the optical system is in the first state may be smaller than the light receiving region of the detector when the optical system is in the second state.
  • the optical system may be controlled such that the first state and the second state are alternately changed.
  • the optical system may be controlled such that the first state, the second state, and the third state are alternately changed.
  • a scanner may include a light source configured to output first light including at least a first wavelength and a second wavelength; And an optical system whose state is changed by an electrical signal, wherein the optical system induces chromatic aberration of the first light in a first state to output a second light having a first depth of focus and a third light having a second depth of focus, and The optical system induces chromatic aberration of the first light in a second state and outputs a fourth light having a third focus depth and a fifth light having a fourth focus depth.
  • the third focal depth and the fourth focal depth may be the same.
  • the fourth light and the fifth light may have a form of light emitted.
  • the second light may be caused by the first wavelength
  • the third light may be caused by the second wavelength
  • the light source may include a red light source, a blue light source, and a green light source, and the light source may output white light.
  • the scanner for scanning the three-dimensional shape of the object, the light source;
  • An optical system capable of changing a state according to an electrical signal and changing an optical characteristic according to the state change;
  • an optical sensor in which unit color pixels including at least R pixels, G pixels, and B pixels are arranged in the form of a two-dimensional array having an N ⁇ M shape, and when the scanner operates in a first mode, When only some of the N x M unit color pixels included in the two-dimensional array of sensors detect an electrical signal according to the light reflected from the target object, and the scanner operates in the second mode, An electrical signal according to the light reflected from the object is detected in all of the N x M unit color pixels included in the dimensional array, and when operated in the first mode, the electrical signal is detected.
  • the two-dimensional coordinate value on the pixel array and the color value detected by the first unit color pixel are used to detect a three-dimensional shape of the target object, and in the second mode.
  • the two-dimensional coordinate value on the pixel array of the second unit color pixel from which the electrical signal is detected and the color value detected by the second unit color pixel are used to generate a two-dimensional image for the object. Used.
  • a scanner may include: a light source configured to output first light including at least a first wavelength and a second wavelength; A lens for receiving the first light and causing a chromatic aberration of the first light to output the second light.
  • the second light includes at least third and fourth light having different focal depths, and the third light Is caused by the first wavelength and the fourth light is caused by the second wavelength;
  • an optical system whose state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal, wherein the optical system is configured to compensate for chromatic aberration of the second light when in the first state.
  • the depth of focus of the sixth and seventh lights may be the same.
  • the optical system When the optical system is in the second state, the optical system may transmit the second light to the object.
  • the lens may be a physical lens.
  • the lens may be a Fresnel lens.
  • the optical system may be a liquid crystal lens.
  • the surface shape of the optical system may be kept constant regardless of whether the electrical signal is applied.
  • the optical system may have the same optical characteristics as the concave lens when in the first state.
  • the optical system can output without changing the optical characteristics of the light from the light source when in the second state.
  • a detector for detecting light reflected from the object; And a controller for controlling the optical system and the detector.
  • the controller may control the optical system to a first state and generate color information of the object through light received by the detector.
  • the controller may control the optical system to a second state and generate shape information of the object through light received by the detector.
  • the controller may generate preview information through light received by the detector.
  • the optical system may be controlled such that the first state and the second state are alternately changed.
  • a scanner may include a light source configured to output first light including at least a first wavelength and a second wavelength; A lens for changing the first wavelength of the first light to the second light having the first focus and the second wavelength of the first light to the third light having the second focus; An optical system whose state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal; A detector for receiving light reflected from the object; And a controller for controlling the optical system and the detector, wherein the controller generates color information of the object when the optical system is in the first state, and generates surface information of the object when the optical system is in the second state.
  • the optical system When the optical system is in the first state, the optical system may compensate for chromatic aberration of the second light and the third light.
  • the optical system When the optical system is in the first state, the optical system may have optical characteristics corresponding to that of the concave lens.
  • the optical system may receive the second light and the third light and output the second light and the third light.
  • the optical system When the optical system is in the second state, the optical system may have optical characteristics of glass.
  • the optical system may be a liquid crystal lens.
  • a scanner may include a detector configured to receive light reflected from an object and generate a signal; An optical system whose state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal; And a control unit for controlling the detector and the optical system, wherein light having a first characteristic is incident on the optical system when the optical system is in a first state, and light having a second characteristic when the optical system is in a second state.
  • the light incident on the optical system and having the first characteristic is a form in which point light is diffused.
  • the light having the second characteristic may be in the form of surface light.
  • a light source for irradiating light with the optical system And a pinhole array positioned between the light source and the optical system to change a characteristic of light.
  • the pinhole array may output point light when the optical system is in the first state.
  • the pinhole array may output surface light when the optical system is in the second state.
  • the pinhole array may be a liquid crystal panel.
  • the pinhole array may generate a light blocking region to define a pinhole.
  • the pinhole array When the optical system is in the second state, the pinhole array may have optical characteristics corresponding to that of the pinhole is removed and the glass.
  • the lens array may further include a lens array positioned between the light source and the pinhole array to change a path of light from the light source to output light having a plurality of focal points toward the pinhole array.
  • the light source may further include a first auxiliary light source that emits light to the optical system, and the first auxiliary light source may output surface light to the optical system when the optical system is in a second state.
  • the light source and the first auxiliary light source may alternately flash.
  • the light source When the optical system is in the first state, the light source is turned on, the first auxiliary light source is turned off, when the optical system is in the second state, the light source is turned off, and the first auxiliary light source is turned on. have.
  • a second auxiliary light source that emits light to the object, wherein the second auxiliary light source outputs light to the object when the optical system is in a second state.
  • the light source and the second auxiliary light source may alternately flash.
  • the light source When the optical system is in the first state, the light source is turned on, the second auxiliary light source is turned off, when the optical system is in the second state, the light source is turned off, and the second auxiliary light source is turned on. have.
  • the second auxiliary light source may be located at the front end of the scanner.
  • the second auxiliary light source may output light in a blue wavelength region.
  • the second auxiliary light source may output quantitative light-induced fluorescence (QLF) light.
  • QLF quantitative light-induced fluorescence
  • the controller may detect dental caries when the optical system is in the second state.
  • the light source for outputting light
  • a pinhole array for changing a characteristic of light output from the light source
  • An optical system for changing a focus of light from the pinhole array
  • a controller for controlling the pinhole array and the optical system, wherein the controller controls the point light to be output from the pinhole array in the first mode, and controls the optical system to have a characteristic corresponding to the convex lens.
  • the controller may control the surface light to be output from the pinhole array in the second mode, and control the optical system to have a characteristic corresponding to glass.
  • the controller may control the surface light to be output from the pinhole array in the third mode, and control the optical system to have characteristics corresponding to the concave lens.
  • the light source for outputting light
  • a pinhole array configured to output light output from the light source in the form of point light
  • An auxiliary light source for outputting surface light
  • An optical system for changing a focus of light from the pinhole array or the auxiliary light source
  • a control unit controlling the light source and the auxiliary light source, wherein the control unit turns on the light source in a first mode and controls the optical system to have a characteristic corresponding to the convex lens.
  • the controller may turn on the auxiliary light source in a second mode and control the optical system to have a characteristic corresponding to glass.
  • the controller may turn on the auxiliary light source in the third mode and control the optical system to have a characteristic corresponding to the concave lens.
  • the light source for outputting light
  • a pinhole array configured to output light output from the light source in the form of point light
  • An optical system for changing a focus of light from the pinhole array and outputting the object to an object
  • An auxiliary light source for emitting light to the object
  • a control unit controlling the light source and the auxiliary light source, wherein the control unit turns on the light source in a first mode and controls the optical system to have a characteristic corresponding to the convex lens.
  • the controller may turn on the auxiliary light source in a second mode and control the optical system to have a characteristic corresponding to glass.
  • the auxiliary light source may output quantitative light-induced fluorescence (QLF) light.
  • QLF quantitative light-induced fluorescence
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a system including a scanner and an electronic device interoperating with the scanner, according to embodiments of the present disclosure.
  • a system according to an embodiment of the present invention may include a scanner 1000 and an electronic device 2000.
  • the scanner 1000 may include an optical system 1100, a light source 1200, a detector 1300, and a first control unit 1400.
  • the optical system 1100, the light source 1200, the detector 1300, and the first controller 1400 may be located inside the body portion 1010.
  • the body portion 1010 may provide an appearance of the scanner 1000.
  • the scanner 1000 may irradiate light onto an object and obtain surface information and color information of the object through light reflected through the object.
  • the light source 1200 may radiate light to the optical system 1100 and transmit white light.
  • the light source 1200 may be a fluorescent lamp or an LED.
  • the optical system 1100 may directly or convert the light transmitted from the light source 1200 to the object.
  • the optical system 1100 may adjust the focal depth, chromatic aberration, and / or path of the light transmitted from the light source 1200 and transmit the adjusted depth to the object.
  • the optical system 1100 may transfer the light reflected from the object to the detector 1300. At least a portion of the light irradiated to the object may be reflected by the object and transmitted to the detector 1300 through the optical system 1100.
  • the detector 1300 may convert the light transmitted through the optical system 1100 into an electrical signal and transmit the converted light to the first controller 1400.
  • the detector 1300 may be a color sensor capable of detecting color.
  • the detector 1300 may be a CMOS or a CCD.
  • the electrical signal generated by the detector 1300 may be transmitted to the first controller 1400.
  • the first control unit 1400 may generate surface information and / or color information by using the electric signal received from the detector 1300.
  • the surface information may be a stereoscopic image of the surface of the object.
  • the color information may be color information corresponding to the surface of the stereoscopic image.
  • the first controller 1400 may generate a stereoscopic image of an object having color by combining the stereoscopic image and color information.
  • the first controller 1400 may control the optical system 1100, the light source 1200, and the detector 1300.
  • the first controller 1400 may control the light emission timing of the light source 1200.
  • the first controller 1400 may control the optical system 1100 to generate surface information and / or color information.
  • the first controller 1400 may control the optical system 1100 to adjust the focal length and / or chromatic aberration of the light output toward the object or to change the path of the light.
  • the first controller 1400 may control the readout timing of the detector 1300.
  • the scanner 1000 may be connected to the electronic device 2000 by wireless or wired.
  • the scanner 1000 and the electronic device 2000 may include a communication module (not shown).
  • the electronic device 2000 may include a second control unit 2100 and a display unit 2200.
  • the second controller 2100 may control surface information and / or color information, or stereoscopic image and / or color information transmitted from the scanner 1000 to be displayed on the display unit 2200.
  • the second controller 2100 may control to display a stereoscopic image of an object having a color transmitted from the scanner 1000 on the display unit 2200.
  • the second controller 2100 may receive surface information and color information from the scanner 1000, generate a stereoscopic image of an object having a color by combining the surface information, and display the color information on the display unit 2200.
  • the second control unit 2100 may be omitted.
  • the first control unit 1400 may control the display unit 2200 to display a stereoscopic image of an object having a color by combining surface information and color information.
  • the first control unit 1400 may be omitted.
  • the second control unit 2100 may control the optical system 1100, the light source 1200, and the detector 1300 of the scanner 1000.
  • the second controller 2100 may control the light emission timing of the light source 1200.
  • the second control unit 2100 may directly receive an electrical signal from the detector 1300 and generate surface information and / or color information using the received electrical signal.
  • the second control unit 2100 may output color information corresponding to a stereoscopic image and / or a surface of the stereoscopic image through the display unit 2200 using the electric signal received from the detector.
  • the second control unit 2100 may output a stereoscopic image of an object having a color through the display unit 2200 by combining the electrical signals received from the detector.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a scanner according to a first embodiment.
  • the scanner 1000 may include an optical system 1100, a light source 1200, a first optical path converter 1201, and a detector 1300.
  • the optical system 1100 may include an optical system 1500, a second optical path converter 1501, a beam splitter 1600, and a mirror 1700.
  • the light source 1200, the first optical path converter 1201, the beam splitter 1600, the optical system 1500, the second optical path converter 1501, and the mirror 1700 may be aligned with the horizontal axis x.
  • the detector 1300 may be aligned with a first vertical axis y1, and the object y2 may be aligned with the second vertical axis y2.
  • the horizontal axis x may be an axis perpendicular to the first vertical axis y1 and the second vertical axis y2.
  • the first vertical axis y1 and the second vertical axis y2 may be parallel to each other.
  • the light source 1200 may be disposed at one end of the horizontal axis x.
  • the center of the light source 1200 may pass through the horizontal axis x.
  • the light source 1200 may be positioned in the vertical direction of the horizontal axis x.
  • the center of the light emission area of the light source 1200 may correspond to the horizontal axis x or coincide with the horizontal axis x.
  • the light source 1200 may radiate white light toward the optical system 1100.
  • the first light path converting unit 1201 may be disposed between the light source 1200 and the beam splitter 1600.
  • the first optical path converter 1201 may change a path of incident light.
  • the first optical path converting unit 1201 may include at least one lens.
  • the first optical path converting unit 1201 may change the path of the light irradiated from the light source 1200 and transmit the changed light path to the beam splitter 1600.
  • the beam splitter 1600 may be disposed on a traveling direction of light output from the light source 1200.
  • the beam splitter 1600 may be disposed such that a central axis is positioned on the horizontal axis x.
  • the beam splitter 1600 may transmit light incident from the light source 1600 and reflect light incident in the direction of the light source 1600.
  • the beam splitter 1600 may be formed of a translucent mirror.
  • the optical system 1500 may be disposed in an area adjacent to the beam splitter 1600. That is, the optical system 1500 may be disposed between the beam splitter 1600 and the mirror 1700.
  • the optical system 1500 may convert light from the light source 1200 and output the converted light to the mirror 1700.
  • the optical system 1500 may adjust a focal length, chromatic aberration, and / or path of light from the light source 1200.
  • the optical system 1500 may be changed in state by an electrical signal.
  • the optical system 1500 may change light transmitted by the electrical signal or adjust a focal length, chromatic aberration, and / or path of light from the light source 1200.
  • the optical system 1500 may be a liquid crystal lens or a liquid lens.
  • the optical system 1500 will be described in detail later.
  • the second light path conversion unit 1501 may be disposed between the optical system 1500 and the mirror 1700.
  • the second optical path converter 1501 may change a path of incident light.
  • the second optical path conversion unit 1501 may change the path of the light from the optical system 1500 and transmit the changed light path to the mirror 1700.
  • the second optical path conversion unit 1501 may change the path of the light from the mirror 1700 and transmit it to the optical system 1500.
  • the mirror 1700 may reflect light from the optical system 1500 and transmit the reflected light to the object.
  • the mirror 1700 may be inclined to have an angle with the horizontal axis x.
  • the light incident surface of the mirror 1700 may be inclined at an angle of 45 degrees with the horizontal axis x. Since the horizontal axis x is the same as the center of the light traveling from the light source 1200, the mirror 1700 may be inclined from the horizontal axis x.
  • the mirror 1700 may be inclined from the second vertical axis y2.
  • An angle between the mirror 1700 and the second vertical axis y2 may be 45 degrees.
  • Light from the optical system 1500 is reflected by the mirror 1700 and is incident on the object. A portion of the light reflected by the object is incident on the mirror 1700 along the second vertical axis y2.
  • the mirror reflects the light reflected from the object and transmits the reflected light to the optical system 1500.
  • the optical system 1500 transmits the light incident from the mirror 1700 to the beam splitter 1600.
  • the optical system 1500 may adjust a focal length, chromatic aberration, and / or path of light incident from the mirror 1700.
  • the beam splitter 1600 may reflect light transmitted from the optical system 1500 and transmit the reflected light to the detector 1300. Light reflected by the beam splitter 1600 may travel along the first vertical axis y1 and be incident to the detector. An angle between the beam splitter 1600 and the horizontal axis x may be 45 degrees. An angle between the beam splitter 1600 and the first vertical axis y1 may be 45 degrees.
  • a separate optical path converting unit may be located between the beam splitter 1600 and the detector 1300.
  • the optical path conversion unit between the beam splitter 1600 and the detector 1300 is located, the light from the beam splitter 1600 may be changed and irradiated to the detector 1300.
  • the detector 1300 may convert light incident from the beam splitter 1600 into an electrical signal.
  • the detector 1300 may be a color sensor that detects color.
  • the detector 1300 may be configured in a matrix form having a plurality of cells. That is, the detector 1300 may be configured in the form of an array having NxM cells.
  • the detector may include R pixels, G pixels, and B pixels.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a light source according to a first embodiment.
  • the light source 1200 may include a base 1210, first to third light sources 1220, 1230, and 1240, and a diffusion plate 1250.
  • the base 1210 may fix the first to third light sources 1220, 1230, and 1240 and may supply power to the first to third light sources 1220, 1230, and 1240.
  • the first to third light sources 1220, 1230, and 1240 may be positioned and attached to the base 1210.
  • the first to third light sources 1220, 1230, and 1240 may emit light by receiving power from the base 1210.
  • the first to third light sources 1220, 1230, and 1240 may output light of different wavelength regions.
  • the first light source 1220 may output light of a specific wavelength region.
  • the first light source 1220 may output light including a blue wavelength region.
  • the first light source 1220 may output light having a maximum output in the blue wavelength region among the visible light wavelengths.
  • the first light source 1220 may include a first light source substrate 1221 and a first light emitting diode 1223.
  • the first light emitting diode 1223 may be mounted on the first light source substrate 1221.
  • the first light emitting diode 1223 may receive power from the first light source substrate 1221 and emit light.
  • the first light emitting diode 1223 may be a blue LED.
  • the second light source 1230 may output light of a specific wavelength region.
  • the second light source 1230 may output light including the green wavelength region.
  • the second light source 1230 may output light having the maximum output in the green wavelength region among the visible light wavelengths.
  • the second light source 1230 may include a second light source substrate 1231 and a second light emitting diode 1233.
  • the second light emitting diode 1233 may be mounted on the second light source substrate 1231.
  • the second light emitting diode 1233 may receive power from the second light source substrate 1231 and emit light.
  • the second light emitting diode 1233 may be a green LED.
  • the third light source 1240 may output light of a specific wavelength region.
  • the third light source 1240 may output light including a red wavelength.
  • the third light source 1240 may output light having the maximum output in the red wavelength region among the visible light wavelengths.
  • the third light source 1240 may include a third light source substrate 1241 and a third light emitting diode 1243.
  • the third light emitting diode 1243 may be mounted on the third light source substrate 1241.
  • the third light emitting diode 1243 may receive power from the third light source substrate 1241 and emit light.
  • the third light emitting diode 1243 may be a red LED.
  • Light output from the first to third light sources 1220, 1230, and 1240 may be transmitted to the diffusion plate 1250.
  • the diffusion plate 1250 scatters and outputs the light transmitted from the first to third light sources 1220, 1230, and 1240.
  • Light incident from the first to third light sources 1220, 1230, and 1240 is refracted and reflected a plurality of times in the diffusion plate 1250 and output to the outside.
  • the blue light from the first light source 1220, the green light from the second light source 1230, and the red light from the third light source 1240 are properly mixed due to refraction and reflection in the diffusion plate 1250. It is output as white light.
  • the diffusion plate 1250 receives light from the first to third light sources 1220, 1230, and 1240, and outputs white light.
  • the light source 1200 outputs light having a wavelength in which the red, green, and blue wavelengths are mixed.
  • the light source 1200 outputs white light.
  • the scanner 1000 may be implemented in a chromatic confocal method through white light.
  • FIG. 5 is a view showing another form of the light source according to the first embodiment.
  • another type of light source 1200 may include a base 1210, a first light source 1220, and a diffusion conversion plate 1260.
  • the diffusion conversion plate 1260 may be positioned on a path through which light from the first light source 1220 is transmitted.
  • the diffusion conversion plate 1260 may convert the wavelength of light incident from the first light source 1220 and diffuse and output the light.
  • the diffusion converter plate 1260 may expand and output the wavelength region of the light incident from the first light source 1220. That is, the light output from the diffusion conversion plate 1260 may have a wider wavelength range than the light incident on the diffusion conversion plate 1260.
  • the diffusion converter plate 1260 may output white light.
  • the diffusion conversion plate 1260 may include a wavelength conversion material.
  • the diffusion conversion plate 1260 may include at least one material of a quantum dot, an inorganic phosphor, an organic phosphor, or a dye.
  • the diffusion converter plate 1260 may include a red phosphor and a green phosphor.
  • Light incident on the diffusion conversion plate 1260 may be refracted and reflected inside the diffusion conversion plate 1260 and output to the outside.
  • the light incident on the diffusion converter plate 1260 may be refracted and reflected by the wavelength conversion material inside the diffusion converter plate 1260 to convert the wavelength of the light and output the light.
  • white light may be output using the first light source 1220, so that the light source may be configured with a simple structure.
  • FIG. 6 is a view showing still another embodiment of the light source according to the first embodiment.
  • another type of light source 1200 may include a plurality of first light sources 1220 and a reflection converting member 1270.
  • the first light source 1220 is the same as the configuration of FIG.
  • the first light source 1220 may also be fixed by the base as shown in FIGS. 4 and 5, but is not shown in the drawings.
  • the first light source 1220 may output light in a direction opposite to a direction in which the light output from the light source 1200 travels. That is, the output direction of the light of the first light source 1220 and the output direction of the light of the light source 1200 may be opposite directions.
  • the reflection converting member 1270 may have a shape having a curvature.
  • the reflection converting member 1270 may have a hemispherical shape or a hemispherical shape having an empty inside.
  • the reflection conversion member 1270 may reflect incident light.
  • the reflection conversion member 1270 may convert the wavelength of incident light.
  • the reflection conversion member 1270 may convert and reflect the wavelength of incident light and output the reflected light.
  • the reflection converting member 1270 may expand and output the wavelength region of the light incident from the first light source 1220. That is, the light reflected and output by the reflection conversion member 1270 may have a wider wavelength range than the light incident on the reflection conversion member 1270.
  • the reflection conversion member 1270 may reflect the light from the first light source 1220 and as a result, may output light in a direction opposite to the traveling direction of the light in the first light source 1220.
  • the reflection converting member 1270 may output white light.
  • An emission area may be defined by the shape of the reflection conversion member 1270.
  • the reflection conversion member 1270 is formed in a hemispherical shape, the light emission area may be defined by the hemispherical open area. Light reflected by the reflection converting member 1270 may be output through the light exiting area.
  • the light emitting area may be circular.
  • the plurality of first light sources 1220 may be located in an area surrounding the light exit area. That is, the plurality of first light sources 1220 may be formed in a circular band shape surrounding the light exit area.
  • the reflection converting member 1270 may include a material having a high reflectance and a wavelength converting material.
  • the reflection converting member 1270 may include at least one material of a quantum dot, an inorganic phosphor, an organic phosphor, or a dye.
  • the reflection converting member 1270 may include a red phosphor and a green phosphor.
  • the reflection conversion member 1270 may be formed in a multilayer structure.
  • the reflection conversion member 1270 may include a reflection layer and a wavelength conversion layer.
  • the wavelength conversion layer may be formed at a position closer to the first light source 1220 than the reflective layer.
  • the reflection conversion member 1270 includes a reflection layer and a wavelength conversion layer, the light from the first light source 1220 is incident on the wavelength conversion layer of the reflection conversion member 1270, and then is reflected on the reflection layer and again has a wavelength. The light is transmitted through the conversion layer to the light exit area.
  • the light source of FIG. 6 may output white light reflected by the reflection converting member 1270, thereby preventing the light from being concentrated in a specific region.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an optical system according to a first embodiment.
  • the optical system 1500 includes an upper electrode 1510, a lower electrode 1520, and a liquid crystal layer 1530.
  • the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may be formed to face each other, and a liquid crystal layer 1530 may be interposed between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520.
  • the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may be formed of a transparent conductive material.
  • the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may transmit light, and a voltage may be applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520.
  • Each of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may be divided into regions. The divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may correspond to each other. Each of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may be applied with a different voltage for each divided region. An electric field may be formed by voltages applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520.
  • the liquid crystal layer 1530 may include a plurality of liquid crystals 1540.
  • the liquid crystal 1530 may change a molecular arrangement according to a voltage.
  • the liquid crystal 1540 may change the molecular arrangement according to the direction of the electric field.
  • the molecular arrangement of the liquid crystal 1540 is changed in the electric field direction, so that light transmitted through the liquid crystal layer 1530 may have an optical characteristic changed according to the molecular arrangement.
  • a voltage is applied to the liquid crystal layer 1530, an electric field is formed, and characteristics of light input according to the electric field direction are converted and output.
  • the liquid crystal layer 1530 may be output by adjusting a focal length, chromatic aberration, and / or path of the input light according to the applied voltage.
  • the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 are disposed with the liquid crystal layer 1530 interposed therebetween, an electrode is formed on only one side of the liquid crystal layer 1530 and is divided.
  • the arrangement of the liquid crystal layer 1530 may be changed by applying different electric fields to the electrodes.
  • the arrangement of the liquid crystal layer 1530 is only changed according to the voltage applied to the liquid crystal layer 1530, and the surface shape of the optical system 1500 is not changed. That is, the surface shape of the optical system 1500 may be kept constant regardless of whether voltage is applied. In other words, the surface shape of the configuration for adjusting the focal length of the light can be kept constant regardless of whether the voltage is applied.
  • FIG. 8A to 8C are views illustrating light that is changed and output in the optical system according to the first embodiment.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating conversion of light in the first state
  • FIG. 8B is a diagram illustrating conversion of light in the second state
  • FIG. 8C is a diagram illustrating conversion of light in the third state.
  • the optical system 1500 operates in a first state.
  • a voltage may be applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 of the optical system 1500 such that the liquid crystal layer 1530 is in the same state as the first state.
  • the same voltage may be applied to both the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 or a divided region thereof.
  • no voltage may be applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520. That is, the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may be in a floating state so that the liquid crystal 1540 may be in the same state as the initial state, and thus may be arranged in an initial alignment direction.
  • the liquid crystal layer 1530 may output light without changing the characteristic of incident light. That is, the optical system 1500 may operate like glass. However, the light intensity may be attenuated by the liquid crystal layer 1530.
  • the first light l1 when the first light l1 is input from one side of the optical system 1500, the light transmitted through the optical system 1500 and output to the other side is the first light l1.
  • the first light l1 when the first light l1 is input from the other side of the optical system 1500, the light transmitted through the optical system 1500 and output to the other side is also the first light l1.
  • the optical system 1500 operates in a second state. Different levels of voltage may be applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 of the optical system 1500 such that the liquid crystal layer 1530 may operate in a second state.
  • the arrangement of liquid crystals in the outer region of the liquid crystal layer 1530 is changed to have a relatively large amount of change relative to the initial alignment direction, and the liquid crystal in the central region of the liquid crystal layer 1530 is based on the initial alignment direction.
  • the array is changed to have a relatively small amount of change.
  • the liquid crystal is arranged so that the amount of change in the liquid crystal increases from the central region to the outer region of the liquid crystal layer 1530.
  • the amount of change in the liquid crystal may be determined by the voltage difference applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520. For example, when the voltage difference between the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is large, the amount of change in the liquid crystal increases, and the voltage difference between the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is small. In this case, the amount of change in the liquid crystal may be reduced.
  • the liquid crystal may be arranged as shown by adjusting a voltage difference in the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520.
  • the amount of change in the liquid crystal due to the voltage difference may vary depending on the characteristics of the liquid crystal. That is, when the voltage difference applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is small, the amount of change in the liquid crystal increases, and the voltage difference of the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is increased. If large, the amount of change in liquid crystal may be small.
  • the characteristics of the light incident on the liquid crystal layer 1530 may be output in a changed state.
  • the liquid crystal layer 1530 may have an optical characteristic corresponding to the convex lens.
  • a plurality of lights having different focal points, different chromatic aberrations, and / or different paths may be output to the other side of the optical system 1500.
  • the optical system 1500 may include the second light l2, the third light l3, and the first light l3.
  • the four light l4 may be output to the other side of the optical system 1500.
  • the first light l1 is white light formed by mixing a plurality of different wavelengths, a plurality of different wavelength components exist in the first light l1.
  • the refractive index is changed for each of a plurality of wavelengths while passing through the liquid crystal layer 1530 of the optical system 1500.
  • the second light l2, the third light l3, and the fourth light l4 form a focal point in an area adjacent to the other surface of the optical system 1500 to have different focal points. That is, the refractive index of each of the plurality of wavelengths changes as the light passes through the liquid crystal layer 1530, so that the second light l2, the third light l3, and the fourth light l4 travel in different paths to focus differently. Focus on it.
  • the light output to the other surface of the optical system 1500 by the chromatic aberration of the liquid crystal layer 1530 may be separated according to the wavelength. Since the light having different colors according to the wavelength, the white light incident on the optical system 1500 may be separated into light having different colors and output.
  • the second light l2 output from the optical system 1500 may be refracted to have a first focal point f1, and the third light l3 may be refracted to have a second focal point f2.
  • the fourth light l4 may be refracted to have a third focal point f3.
  • the second light l2 may be light having a shorter wavelength than the third light l3.
  • the third light may be light having a shorter wavelength than that of the fourth light l4.
  • the second light l2 may be light having a shorter wavelength than the fourth light l4.
  • the shorter the wavelength of the plurality of light output from the optical system 1500, the focus is formed in the area adjacent to the optical system 1500, and the longer the wavelength is formed in the area spaced apart from the optical system 1500.
  • the relationship between the wavelength and the focus of the light output from the optical system 1500 may vary depending on the voltage applied to the optical system 1500. That is, the longer the wavelength of the light output from the optical system 1500, the focus is formed in the region adjacent to the optical system 1500, and the shorter the wavelength of the light may be formed in the region spaced apart from the optical system 1500. .
  • the second light l2 may be blue light
  • the third light l3 may be green light
  • the fourth light l4 may be red light.
  • the light output through the optical system 1500 has three focal points in the drawing, the light output from the optical system 1500 may have less than three or three or more focal points.
  • the light output through the optical system 1500 to one surface of the optical system may be output in the form of parallel light bundles.
  • the optical system 1500 operates in a third state.
  • the optical system 1500 may apply different levels of voltage to divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 so that the liquid crystal layer 1530 may operate in a third state.
  • the arrangement of liquid crystals in the outer region of the liquid crystal layer 1530 is changed to have a relatively large amount of change relative to the initial alignment direction, and the liquid crystal in the central region of the liquid crystal layer 1530 is based on the initial alignment direction.
  • the array is changed to have a relatively small amount of change.
  • the liquid crystal is arranged so that the amount of change in the liquid crystal increases from the central region to the outer region of the liquid crystal layer 1530.
  • the change amount of the liquid crystal may be caused by the voltage applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520.
  • a voltage applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is a voltage applied when the optical system 1500 operates in the second state. It may be a reverse voltage of. That is, when the optical system 1500 operates in the second state, when the voltage difference between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 in a specific region is 5V, the optical system 1500 operates in the third state.
  • the voltage difference between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 in the region may be -5V.
  • the characteristics of the light incident on the liquid crystal layer 1530 may be output in a changed state.
  • the liquid crystal layer 1530 may have an optical characteristic corresponding to the concave lens.
  • the light transmitted through the optical system 1500 may be output by changing the path of the light through the optical system 1500.
  • a light bundle parallel to one side of the optical system 1500 When a light bundle parallel to one side of the optical system 1500 is incident, light may be transmitted through the optical system 1500.
  • Light transmitted through the optical system 1500 may gradually progress to the outside of the boundary of light based on the optical axis.
  • the optical system 1500 may output the fifth light l5.
  • the fifth light l5 may be output at an angle toward the outside of the optical axis based on the first light l1.
  • a cross section obtained by cutting the first or fifth light l5 into a plane parallel to one surface of the optical system 1500 may be defined as a light receiving area.
  • the light receiving area of the fifth light l5 may be larger as it moves away from the optical system 1500.
  • the path of the light may be changed by the optical system 1500 to be output in the form of the first light l1. That is, light having an angle may be incident on the other surface of the optical system 1500 and output as parallel light.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating another structure of the optical system according to the first embodiment.
  • the optical system 1500 may include a plurality of upper electrodes 1510, a plurality of lower electrodes 1520, and a liquid crystal layer 1530.
  • the plurality of upper electrodes 1510 may be formed on the upper substrate 1511, and the plurality of lower electrodes 1520 may be formed on the lower substrate 1521.
  • the liquid crystal layer 1530 may be interposed between the upper substrate 1511 and the lower substrate 1521.
  • the upper substrate 1511 may have a shape corresponding to the lower substrate 1521.
  • the upper substrate 1511 and the lower substrate 1521 may have a circular or cylindrical shape.
  • the liquid crystal layer 1530 may be formed in a cylindrical shape. One surface of the liquid crystal layer 1530 may have an area corresponding to one surface of the upper substrate 1511 and the lower substrate 1521.
  • the optical system 1500 may have a cylindrical shape.
  • the central axes of the upper substrate 1511, the lower substrate 1521, and the liquid crystal layer 1530 are the same and may be the same as the optical axis incident on the optical system 1500.
  • focal points of light may be positioned on an extended line of the optical axis.
  • a plurality of upper electrodes 1510 may be formed on the upper substrate 1511.
  • the plurality of upper electrodes 1510 may be formed in a circular band shape with the same center.
  • the center of the plurality of upper electrodes 1510 may be the same as the central axis of the upper substrate 1511.
  • the upper electrode 1510 may include first to fifth upper electrodes 1510a to 1510e.
  • the first to fifth upper electrodes 1510a to 1510e may be electrically separated from each other.
  • the first upper electrode 1510a may be formed in a circular band shape closest to the center of the upper substrate 1511.
  • the second upper electrode 1510b is formed outside the first upper electrode 1510a
  • the third upper electrode 1510c is formed outside the second upper electrode 1510b and the fourth upper portion
  • An electrode 1510d may be formed outside the third upper electrode 1510c
  • the fifth upper electrode 1510e may be formed outside the fourth upper electrode 1510d.
  • the fifth upper electrode 1510e may be formed at the outermost portion of the upper substrate 1511. Different voltages may be applied to the first to fifth upper electrodes 1510a to 1510e.
  • a plurality of lower electrodes 1520 may be formed on the lower substrate 1521.
  • the plurality of lower electrodes 1520 may be formed in a circular band shape with the same center.
  • the center of the plurality of lower electrodes 1520 may be the same as the central axis of the lower substrate 1521.
  • the lower electrode 1520 may include first to fifth lower electrodes 1520a to 1520e.
  • the first to fifth lower electrodes 1520a to 1520e may be electrically separated from each other.
  • the first to fifth lower electrodes 1520a to 1520e may be formed in a shape corresponding to a position corresponding to the first to fifth lower electrodes 1510a to 1510e.
  • An electric field may be generated by the voltage difference applied to the upper and lower electrodes.
  • the arrangement of the liquid crystals of the liquid crystal layer 1530 may be changed by the electric field. Since the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 are formed in a circular band shape having the same center with respect to the optical axis, the arrangement of the liquid crystal may be changed around the optical axis. Therefore, the characteristics of light can be changed without distortion for each region.
  • the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 are respectively formed as an example, but the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 are necessary. By a greater number. As the number of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 increases, detailed control of the liquid crystal layer 1530 may be possible.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a voltage applied to the optical system of FIG. 9.
  • Different voltages may be applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the lower electrodes 1520 of the optical system 1500 according to the first embodiment of FIG. 9.
  • a first applied voltage V1 may be applied to the upper electrode 1510, and a second applied voltage V2 may be applied to the lower electrode 1520.
  • An electric field formed in the liquid crystal layer 1530 between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is proportional to the magnitude of the voltage and inversely proportional to the distance between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520.
  • an electric field formed in the liquid crystal layer 1530 may be determined by a difference between voltages applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520. have.
  • a voltage having a smaller difference may be applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 from the center area to the outer area.
  • the voltage difference applied to the first upper electrode 1510a and the first lower electrode 1520a is the largest.
  • the voltage difference applied to the fifth upper electrode 1510e and the fifth lower electrode 1520e may be the smallest.
  • the five upper electrodes 1510 and the lower electrodes 1520 are formed as an example, but the number of the upper electrodes 1510 and the lower electrodes 1520 may be five or more, and the upper electrodes ( The width of the 1510 and the lower electrode 1520 may be smaller. As the number of the upper electrodes 1510 and the lower electrodes 1520 increases and the width decreases, as shown in FIG. 10, the voltage difference between the upper electrodes 1510 and the lower electrodes 1520 may have a curved shape. That is, the electric field applied to the liquid crystal layer 1530 may have a curved shape having a maximum value in the central region. As the electric field applied to the liquid crystal layer 1530 is formed as shown in FIG. 10, the liquid crystal layer 1530 serves as a convex lens, and the optical system 1500 may operate in a second state.
  • An electric field of the type shown in FIG. 11 may be applied to the liquid crystal layer 1530.
  • the liquid crystal layer 1530 may operate like a Fresnel lens. Since the optical characteristics of the Fresnel lens are the same as the optical characteristics of the convex lens, the optical system 1500 may operate in the second state by applying an electric field of the type shown in FIG. 11.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a color information acquisition operation of the scanner according to the first embodiment.
  • the scanner 1000 includes an optical system 1100, a light source 1200, and a detector 1300, and the optical system 1100 includes an optical system 1500 and a beam splitter. 1600 and mirror 1700.
  • the optical system 1500 operates in a first state. Light mixed with a plurality of wavelengths is output from the light source 1200.
  • the light source 1200 may output white light.
  • Light output from the light source 1200 may be transmitted to the beam splitter 1600 along the horizontal axis x, and may be transmitted to the beam splitter 1600 through the first optical path converting unit 1201.
  • the beam splitter 1600 transmits the light incident from the light source 1200 and transmits the light to the optical system 1500 along the horizontal axis x.
  • the optical system 1500 When the optical system 1500 is in the first state, the optical system 1500 may output light without changing the characteristics of the input light. That is, the optical system 1500 may operate like glass. In this case, the light incident to the optical system 1500 may be transmitted to the mirror 1700 through the second optical path conversion unit 1501 along the horizontal axis x without changing the state. Light incident on the mirror 1700 is reflected in the direction of the second vertical axis y2 and is incident on the object.
  • the object may be a tooth.
  • the light reflected by the object is incident on the mirror 1700 again, and the mirror 1700 reflects the light incident on the mirror 1700 along the horizontal axis x in the direction of the optical system 1500.
  • Light reflected from the mirror 1700 may be incident to the optical system 1500.
  • Light reflected from the mirror 1700 may be incident to the optical system 1500 through the second optical path converter 1501.
  • Light incident on the optical system 1500 is incident on the beam splitter 1600 in a state where the characteristic of the light is not changed.
  • Light incident on the beam splitter 1600 may be reflected toward the detector 1300.
  • the light reflected in the direction of the detector 1300 travels in the direction of the first vertical axis y1 and is incident on the detector 1300.
  • the detector 1300 may obtain the color information of the object by converting the incident light into an electrical signal.
  • the first controller 1400 may acquire the surface color of the object through the light incident on the detector 1300.
  • the first controller 1400 may obtain a preview image of the object through the light incident on the detector 1300. Since the detector 1300 detects the light reflected from the upper part of the object, the detector 1300 may acquire an image of the object viewed from the upper part of the object. The first control unit 1400 may provide a preview image to a user by obtaining and outputting an image viewed from an upper portion of the object.
  • the color information and the preview image may be two-dimensional images of the object.
  • FIG. 13A and 13B are diagrams illustrating an operation of acquiring surface information of the scanner according to the first embodiment.
  • FIG. 13A illustrates a diagram of light transmitted to the object
  • FIG. 13B illustrates a path through which light reflected through the object is transmitted to the detector.
  • the optical system 1500 operates in a second state.
  • the same operation as in FIG. 12 will be omitted.
  • the optical system 1500 may operate like a convex lens.
  • the light output from the optical system 1500 may be output to have a different focus for each wavelength.
  • the optical system 1500 may output the second light l2 and the third light l3.
  • the second light l2 and the third light l3 may be light having different focal lengths or may have different wavelengths.
  • the second light l2 may have a shorter focal length than the third light l3.
  • the focus of the second light l2 may be closer to the optical system 1500 than the focus of the third light l3.
  • the second light l2 and the third light l3 output from the optical system 1500 travel in the direction of the mirror 1700 along the horizontal axis x and move the second light path limiting unit 1501. It may be delivered to the mirror 1700 through.
  • the second light l2 and the third light l3 reaching the mirror 1700 are reflected and transmitted to the object along the second vertical axis y2.
  • the focus of the second light l2 and the third light l3 may be located on the second vertical axis y2.
  • the focus of the second light l2 and the third light l3 may be located at different positions on the second vertical axis y2.
  • the focal point of the second light l2 may be located closer to the mirror 1700 than the focal point of the third light l3.
  • the light incident on the object light whose focus is located on the surface of the object may be reflected.
  • the light incident on the object does not have a focal point on the surface of the object, the amount of incident light is further reflected into the scanner 1100 and thus may be treated as noise.
  • only light having a focal point on the surface of the object may be incident on the detector 1300 and used as information.
  • the focus of the second light l2 of the second light l2 and the third light l3 incident on the object is located on the surface of the object, and the focus of the third light l3 is It is located inside the object. Accordingly, the third light l3 is scattered and reflected by the object, and only the second light l2 is incident on the mirror 1700.
  • the mirror 1700 reflects the second light l2 and transmits the light toward the optical system 1500.
  • the second light l2 reflected from the mirror 1700 may be incident to the optical system 1500 through the second optical path converter 1501.
  • the second light l2 transmitted to the optical system 1500 along the horizontal axis x is transmitted to the beam splitter 1600.
  • the light reflected by the beam splitter 1600 is transmitted toward the detector 130 along the first vertical axis y1.
  • the detector 1300 converts the second light l2 into an electrical signal.
  • Depth information of the object may be measured through the wavelength of light incident on the detector 1300. That is, different focal lengths are determined for each wavelength by the optical system 1500, and when light having a specific wavelength is measured by the detector 1300, a focal length corresponding to the specific wavelength corresponds to depth information of the object. do.
  • the focal length of the second light l2 is predetermined, when the second light l2 is detected by the detector 1300, the surface of the object is positioned at the focal point of the second light l2. You can see that it exists in. Accordingly, the first controller 1400 may calculate depth information of the object through the wavelength of the light present in the detector 1300. Since the detector 1300 may be a color sensor, the wavelength of light incident on the detector 1300 may be easily calculated by the color sensor to calculate depth information of the object. In other words, the detector 1300 may calculate depth information of the object using a color value of incident light.
  • the light incident on the detector 1300 is a focused light.
  • the light incident on the detector 1300 is surface light, and thus the object is light.
  • the amount of light received by the detector 1300 when acquiring surface information may be smaller than the amount of light received by the detector 1300 when acquiring color information of the object.
  • the light receiving area of the detector 1300 may be smaller than the light receiving area of the detector 1300 when acquiring color information of the object.
  • the depth information can be calculated by irradiating light onto a two-dimensional plane of the object and measuring the reflected light
  • the first control unit 1400 can obtain 3D surface information through this.
  • the detector 1300 is composed of a pixel array including a plurality of unit pixels arranged in rows and columns, and coordinates are applied to each pixel to measure light reflected in two dimensions, and measured in each pixel.
  • 3D surface information may be obtained by the depth information.
  • the scanner according to the first embodiment may acquire color information as shown in FIG. 12, and obtain surface information as shown in FIG. 13.
  • the scanner according to the first embodiment may obtain surface information and color information with a single scanner by controlling the voltage applied to the optical system 1500 without physically moving a separate lens. Therefore, vibration and noise of the scanner can be prevented.
  • a scanner of a chromatic confocal method capable of acquiring surface information and color information may be implemented.
  • the scanner according to the first embodiment may generate a stereoscopic image of an object having color by combining surface information and color information, thereby enabling more realistic modeling.
  • the object is a tooth
  • the color information can be obtained, so that the tooth can be designed in consideration of the surrounding tooth color when manufacturing the implant.
  • FIG. 14 is a view illustrating a wide-angle preview acquisition operation of the scanner according to the first embodiment.
  • the optical system 1500 operates in a third state.
  • the optical system 1500 may operate like a concave lens.
  • the light output from the optical system 1500 may be diverted by changing the path of the light.
  • the light output from the optical system 1500 may gradually progress to the outside of the boundary of the light based on the optical axis.
  • the light receiving area of the light output from the optical system 1500 may increase as the distance from the optical system 1500 increases.
  • the light output from the optical system 1500 travels in the direction of the mirror 1700 through the second optical path conversion unit 1501 along the horizontal axis x.
  • the light reaching the mirror 1700 is reflected and transmitted to the object along the second vertical axis y2.
  • the light incident on the object may have a wider light receiving area than the light incident on the object of FIG. 12. That is, since light incident on the object has a wide light receiving area, a wider area of the object is illuminated.
  • the light reflected by the object is transmitted to and reflected by the mirror 1700, and is transmitted to the optical system 1500 through the second optical path converter 1501 along the horizontal axis x.
  • the light incident on the optical system 1500 is changed to reduce the light receiving area and is transmitted to the beam splitter 1600.
  • the light reaching the beam splitter 1600 is reflected and transmitted along the first vertical axis y1 toward the detector 1300, and the detector 1300 converts the incident light into an electrical signal to convert the light into an electrical signal.
  • Wide-angle preview information can be obtained.
  • a wider area of light is incident on the detector 1300 to generate a wider preview image than the preview image of FIG. 12. can do.
  • the first control unit 1400 may provide a wide-angle preview image to the user, thereby improving user convenience.
  • 15 is a view showing a method of driving a scanner according to the first embodiment.
  • the scanner 1000 may be driven in a time division manner.
  • the scanner 1000 may be repeatedly driven in a first section and a second section.
  • the first section may be a longer section or a shorter section than the second section.
  • the first section may have the same length as the second section.
  • it may be more appropriate that the first section for acquiring the surface information has a large amount of calculation and has a relatively longer time than the second section.
  • the scanner 1000 may obtain surface information.
  • the first controller 1400 may operate the optical system 1500 in a second state in the first section to acquire surface information of an object through light applied to the detector 1300.
  • the scanner 1000 may acquire color information.
  • the first controller 1400 operates the optical system 1500 in a first state in the second section to acquire color information of an object through light applied to the detector 1300.
  • the scanner 1000 may additionally obtain preview information in the second section.
  • the first controller 1400 may operate the optical system 1500 in a first state to obtain preview information through light applied to the detector 1300.
  • the first controller 1400 drives the optical system 1500 to a first state or a second state.
  • a voltage set to be applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 may be defined as a first voltage set.
  • a voltage set to be applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 may be defined as a second voltage set.
  • the first voltage set and the second voltage set may be stored in the form of a lookup table.
  • the first controller 1400 may operate the optical system 1500 in a first state or a second state by applying the first voltage set or the second voltage set stored in the lookup table form to the optical system 1500. . That is, the first controller 1400 can drive the optical system 1500 to the second state by applying a second voltage set to the optical system 1500 in the first section.
  • the first controller 1400 may apply the first voltage set to the optical system 1500 in the second section to drive the optical system 1500 to a first state.
  • the color information and the preview information are not measured separately from each other, but when the light applied to the detector 1300 is changed, the color information and the preview information are combined. Can be obtained.
  • 16 is a view showing another driving method of the scanner according to the first embodiment.
  • FIG. 16 is the same as in FIG. 15 except that the third section is added. Therefore, in describing FIG. 16, a detailed description of the structure common to that of FIG. 15 will be omitted.
  • the scanner 1000 may be driven in a time division manner.
  • the scanner 1000 may be driven by repeating a first section, a second section, and a third section.
  • the third section may be a section shorter than the first section and the second section.
  • the third section may be processed even if the third section has a relatively short section because the computation amount is smaller than that of the first section and the second section.
  • the scanner 1000 may be sequentially driven in order of the first section, the second section, and the third section. In the third section, the scanner 1000 may obtain wide-angle preview information.
  • the first controller 1400 may operate the optical system 1500 in a third state in the third section to obtain wide-angle preview information on the object through light applied to the detector 1300. .
  • the first controller 1400 can drive the optical system 1500 to a first state, a second state, or a third state.
  • a voltage set to be applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 may be defined as a third voltage set.
  • the third voltage set may be stored in the form of a lookup table.
  • the first controller 1400 applies the first voltage set, the second voltage set, or the third voltage set stored in the form of the lookup table to the optical system 1500 to apply the optical system 1500 to the first state and the second state.
  • the scanner 1000 may be operated in a third state. By implementing the scanner 1000 in a time division manner, surface information, color information, and wide-angle preview information may be acquired in a short time.
  • 17 is a diagram illustrating a scanner according to a second embodiment.
  • the scanner according to the second embodiment is the same as the first embodiment except that the characteristics of the optical system are changed in the second state. Therefore, in the description of the scanner according to the second embodiment, the same reference numerals are assigned to components common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the optical system 1500 operates in a second state.
  • the optical system 1500 may serve as a convex lens whose focus is changed.
  • the first controller 1400 may control the focus of a plurality of lights output from the optical system 1500 to be changed. That is, the focus of the second light l2 and the third light l3 may be changed.
  • the focus of the second light l2 and the third light l3 may move in a direction adjacent to the optical system 1500, or may move in a direction spaced apart from the optical system 1500.
  • the focus of the second light l2 and the third light l3 may be changed by the intensity of the electric field formed in the liquid crystal layer 1530.
  • the refractive index may be greater than that of the convex lens in the second state of the first embodiment.
  • the focal point of the second light l2 and the third light l3 moves in the direction of the optical system 1500.
  • the focus of the plurality of lights output from the optical system 1500 may be changed.
  • the focus of the plurality of light outputs is the greater the difference between the voltage difference between the upper electrode and the lower electrode in the center region of the optical system 1500 and the voltage difference between the upper electrode and the lower electrode in the outer region of the optical system 1500.
  • Direction and the smaller the deviation the greater the distance from the optical system 1500.
  • the first controller 1400 changes the focus of the second light l2 and the focus of the third light l3, the focal point of the second light l2 and the focus of the third light l3 are the same. It may be moved on the second vertical axis y2. That is, in the state where the second light l2 has the first focus depth and the third light l3 has the second focus depth, the first controller 1400 controls the optical system 1500 to control the first light.
  • the focal depth of the second light l2 may be moved to the third focal depth, and the focal depth of the third light l3 may be moved to the fourth focal depth.
  • the focus of the second light l2 and the focus of the third light l3 may be moved in the direction of the object or in the direction of the mirror 1700.
  • the first controller 1400 may control the focal point of the second light l2 and the focal point of the third light l3 to be moved by changing a voltage applied to the optical system 1500.
  • Autofocus may be implemented by shifting the focal point of the second light l2 and the focal point of the third light l3.
  • the light having the focus on the surface of the object is reflected to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, and the beam splitter 1600. Incident).
  • the first control unit 1400 controls the second light l2 and the third light (
  • the focal point of the second light l2 and the third light l3 may be shifted by changing the voltage applied to the optical system 1500 such that the light at the focal point is present on the surface of the object.
  • the surface of the object when the surface of the object is not detected by the light output from the optical system 1500, the surface of the object may be detected by shifting the focus of the light output from the optical system 1500.
  • the first controller 1400 changes the voltage applied to the optical system 1500 to shift the focus of the light output from the optical system 1500.
  • the signal generated by the detector 1300 is measured, and when the signal is greater than or equal to a predetermined size, the voltage applied to the optical system 1500 is fixed in that state.
  • the scanner 1000 may obtain more accurate surface information.
  • the scanner 1000 is an oral scanner
  • the surface information is obtained by moving the oral scanner in close contact with a tooth in the related art, and the scanner 1000 is implemented as an auto focus, so that the freedom of the user may be guaranteed. . That is, even if the scanner 1000 does not move in a state where a certain distance is maintained from the tooth, there is an advantage of obtaining surface information of the tooth.
  • the surface information may be obtained.
  • the wavelength and the focal length of the light output by the optical system 1500 may be determined by the wavelength of the light source 1200, even if the distance deviation between the maximum focal length and the minimum focal length of the light output from the optical system 1500 is small.
  • Surface information can be obtained. That is, even if the object is not located between the maximum focal length and the minimum focal length of light, the optical system 1500 may acquire the surface information of the object while moving the focal length by having the auto focus function. This means that the scanner 1000 can accurately obtain the surface information of the object even when only light of a specific wavelength region of the white light source is relatively easy to measure.
  • the focal length is moved by using the autofocus function of the optical system 1500, and the scanner 1000 has an effect of acquiring surface information of the object.
  • FIG. 18 is a view showing the structure of a scanner according to a third embodiment.
  • the scanner according to the third embodiment further includes a lens as compared to the scanner of the first embodiment, and is identical to the first embodiment except that the role of the optical system 1500 is different. Therefore, the same reference numerals are assigned to the components common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the optical system 1100 may further include a lens 1800.
  • the lens 1800 may be a physical lens, a convex lens, or a Fresnel lens. Light passing through the lens 1800 may be collected on the horizontal axis x, and the focus thereof may be positioned on the horizontal axis x.
  • the lens 1800 may be a liquid crystal lens.
  • the lens 1800 may be a liquid crystal lens in a state where the second state of the optical system 1500 is maintained.
  • the optical system 1500 may convert light from the lens 1800 and output the converted light to the mirror 1700.
  • the optical system 1500 may adjust a focal length, chromatic aberration, and / or path of light from the lens 1800.
  • the optical system 1500 may adjust a focal length, chromatic aberration and / or path of light from the light source 1200 by the electric signal.
  • the optical system 1500 may be a liquid crystal lens or a liquid lens.
  • the optical system 1500 may operate in a state different from the first state and the first state.
  • the optical system 1500 may operate in a first state and a third state.
  • 19 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of a scanner according to a third embodiment.
  • the optical system 1500 operates in a first state.
  • Light from the light source 1200 may pass through the beam splitter 1600 and be incident on the lens 1800, and may be transmitted to the beam splitter 1600 through the first optical path converter 1201. .
  • the lens 1800 is a convex lens or a Fresnel lens having optical characteristics corresponding to the convex lens, the light output from the lens 1800 may be output as light having different focus for each wavelength.
  • the lens 1800 may output the second light l2 and the third light l3.
  • the second light l2 and the third light l3 may be light having different focal lengths or different wavelengths.
  • the second light l2 may have a shorter focal length than the third light l3.
  • the focus of the second light l2 may be closer to the lens 1800 than the focus of the third light l3.
  • the second light l2 and the third light l3 output from the lens 1800 travel in the direction of the optical system 1500 along the horizontal axis x.
  • the optical system 1500 transmits the incident light without changing the incident light, so that the second light l2 and the third light l3 transmit the optical system 1500.
  • the light is transmitted to the mirror 1700, reflected by the mirror 1700, and transmitted to the object.
  • the light having the focus on the surface of the object is reflected and incident again to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, the lens 1800, and the beam splitter 1600.
  • the detector 1300 may acquire surface information of the object by using incident light.
  • 20 is a diagram illustrating an operation of acquiring color information of a scanner according to a third embodiment.
  • the optical system 1500 operates in a third state.
  • the optical system 1500 operates as a concave lens.
  • the optical system 1500 may change a path of light incident from the lens 1800.
  • the optical system 1500 may remove a focus of light incident from the lens 1800. That is, the optical system 1500 may change light incident from the lens 181800 into parallel light.
  • the optical system 1500 may change or remove chromatic aberration of light incident from the lens 1800.
  • the optical system 1500 may compensate for chromatic aberration of light incident from the lens 1800.
  • the optical system 1500 may output 2-1 light and 3-1 light that compensate for chromatic aberration of the second light l2 and the third light l3 transmitted from the lens 1800.
  • the difference between the depths of focus of the 2-1st light and the 3-1th light may be smaller than the difference between the depth of focus of the second light l2 and the third light l3.
  • the depth of focus of the 2-1 light and the 3-1 light may be the same.
  • the optical system 1500 may output the fourth light l4 by compensating for chromatic aberration between the second light l2 and the third light l3 transmitted from the lens 1800.
  • the optical system 1500 may output the fourth light l4 that is parallel light by changing the paths of the second light l2 and the third light l3 transmitted from the lens 1800.
  • the fourth light l4 may be incident to the mirror 1700 along the horizontal axis x, and the mirror 1700 may reflect the fourth light l4 and transmit the reflected light to the object.
  • the light reflected by the object is transmitted to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, the lens 1800, and the beam splitter 1600.
  • the chromatic aberration passes again through the lens 1800. As it is compensated, light without chromatic aberration may be incident on the detector 1300.
  • the light output by the object is white light
  • the scanner 1000 may obtain color information of the object by detecting the light reflected by the object with the detector.
  • the first controller 1400 may acquire the surface color of the object through the light incident on the detector 1300.
  • the first controller 1400 may obtain a preview image of the object through the light incident on the detector 1300. Since the detector 1300 detects the light reflected from the upper part of the object, the detector 1300 may acquire an image of the object viewed from the upper part of the object.
  • the scanner according to the third embodiment may acquire surface information as shown in FIG. 19 and acquire color information as shown in FIG. 20.
  • the scanner according to the third embodiment may obtain surface information and color information with one scanner by controlling the voltage applied to the optical system 1500.
  • the conventional optical lens replaces a physical lens that changes focus while maintaining a physical lens that causes chromatic aberration and replaces the surface information with a minimum design change. And it is effective to implement a scanner to obtain color information.
  • 21 is a diagram showing the structure of a scanner according to a fourth embodiment.
  • the scanner according to the fourth embodiment is the same as the first embodiment except that the scanner further includes an optical path control unit as compared with the scanner of the first embodiment. Therefore, in the description of the fourth embodiment, the same reference numerals are given to the components common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the optical system 1100 may further include an optical path controller 1900.
  • the optical path controller 1900 may change the characteristics of the light incident from the light source 1200 and output the changed characteristics.
  • the optical path controller 1900 may selectively output light in the form of surface light or point light.
  • the optical path controller 1900 may output a plurality of point lights.
  • the optical path controller 1900 may output NxM point lights in a matrix form.
  • the optical path controller 1900 may include a parallel lens 1910, a lens array 1920, and a pinhole array 1930.
  • the parallel lens 1910 is located in an area adjacent to the light source 1200
  • the pinhole array 1930 is located in an area adjacent to the beam splitter 1600
  • the lens array 1920 is located in the parallel lens 1910.
  • the parallel lens 1910, the lens array 1920, and the pinhole array 1930 may be sequentially aligned on the horizontal axis x.
  • the parallel lens 1910 may be a convex lens.
  • the parallel lens 1910 may convert the light output from the light source 1200 into surface light and transmit the light to the lens array 1920.
  • the lens array 1920 may condense the light received from the parallel lens 1910 to have a plurality of focal points and transmit the light to the pinhole array 1930.
  • the lens array 1920 may not be an essential configuration.
  • the optical path controller 1900 may include the parallel lens 1910 and the pinhole array without the lens array 1920.
  • the pinhole array 1930 may control and output characteristics of light received from the lens array 1920.
  • the pinhole array 1930 may selectively output the light received from the lens array 1920 as either surface light or point light.
  • FIG. 22 is a perspective view illustrating a lens array according to a fourth embodiment
  • FIG. 23 is a perspective view illustrating a pinhole array according to a fourth embodiment
  • FIGS. 24A and 24B illustrate a lens array and a pinhole array according to a fourth embodiment. It is a figure which shows the path
  • the lens array 1920 may include a lens substrate 1921 and a plurality of lenses 1923.
  • the plurality of lenses 1923 may be formed on the lens substrate 1921.
  • the plurality of lenses 1923 may be convex lenses.
  • the plurality of lenses 1923 may be disposed on the lens substrate 1921 at a predetermined position, and may be disposed to have a predetermined distance from each other.
  • the plurality of lenses 1923 may be disposed on the lens substrate 1921 in NxM in a matrix form. For example, nine lenses 1923 may be disposed at 3 ⁇ 3 on the lens substrate 1921.
  • the pinhole array 1930 may include a pinhole substrate 1931.
  • the pinhole substrate 1931 may include a plurality of pinholes 1933 and blocking regions 1935.
  • the pinhole array 1930 may be a switchable pinhole array.
  • the pinhole array 1930 may be a liquid crystal panel.
  • a liquid crystal layer may be injected into the pinhole substrate 1931.
  • a voltage may be supplied to the pinhole array 1930 to generate a blocking region 1935 in the pinhole array 1930.
  • a voltage is supplied to the pinhole array 1930 so that the liquid crystal of the liquid crystal layer is displaced so that a blocking region 1935 that does not transmit light may be formed in the pinhole array 1930.
  • the plurality of pinholes 1933 may be defined by the blocking region 1935 of the pinhole array 1930.
  • the plurality of pinholes 1933 may be a region excluding the blocking region 1935 of the pinhole substrate 1931 and may transmit light without blocking light. Light incident to the pinhole array 1930 through the plurality of pinholes 1933 may be output as a plurality of point lights.
  • the liquid crystal layer may be injected only into the blocking region 1935 in the pinhole substrate 1931.
  • an electric field may be applied to the blocking region 1935 to generate or remove the blocking region 1935. That is, an electric field may be applied to the blocking region 1935 to block light from being transmitted to the blocking region 1935 or to transmit light.
  • the liquid crystal layer is not injected into the plurality of pinholes 1933, and the plurality of pinholes 1933 are in a state of transmitting light.
  • Liquid crystal may be injected into the entire area of the pinhole substrate 1931. That is, the liquid crystal may be injected into the region where the plurality of pinholes 1933 are formed and the blocking region 1935 of the pinhole substrate 1931.
  • the blocking region 1935 may be generated by applying an electric field to the liquid crystal layer. That is, light may be blocked in the blocking region 1935 and light may be transmitted to the plurality of pinholes 1933 by applying different electric fields to the liquid crystal layer for each region.
  • the plurality of pinholes 1933 may be arranged in the form of matrix NxM. For example, nine pinholes 1933 may be arranged on the pinhole array 1930 in 3 ⁇ 3. Each pinhole 1933 may be located at a position corresponding to the plurality of lenses 1923 of the lens array 1920. The pinhole 1933 may be positioned on the focal point of the lens 1923.
  • the pinhole array 1930 may be operated in two states, such as a first state or a second state.
  • a state in which the blocking region is generated in the pinhole array 1930 may be defined as a first state, and a state in which the blocking region is not generated in the pinhole array 1930 may be defined as a second state.
  • Light incident on the pinhole array 1930 in the first state may be output through the pinhole 1933, and light incident on the pinhole array 1930 in the second state is not only the pinhole 1933. It can also be output through the blocking area. That is, in the first state, the pinhole array 1930 may serve as a general pinhole array, and in the second state, the pinhole array 1930 may serve as a glass.
  • FIG. 24A is a diagram illustrating a path of light in the first state
  • FIG. 24B is a diagram illustrating a path of light in the second state.
  • the lens array 1920 and the pinhole array 1930 may be spaced apart from each other.
  • the pinhole array 1930 may operate in a first state.
  • Parallel light output by the parallel lens 1910 may be incident on the lens array 1920, may be refracted by each lens 1923, and transmitted to the pinhole array 1930.
  • Light transmitted from the lens array 1920 may be transmitted through the pinhole array 1930 and output as point light.
  • Each pinhole 1933 may transmit light having a focus on the pinhole 1933 and output in the form of point light. Since the pinholes 1933 are arranged in a matrix shape, the pinholes 1933 may be a plurality of point lights arranged in a light intensity matrix shape output from the pinhole array 1930. The number of point lights may be equal to the number of pinholes 1933 of the pinhole arrays 1930.
  • the pinhole array 1930 may operate in a second state.
  • Light refracted by the lens array 1920 passes through the pinhole array 1930 and is transmitted to the beam splitter 1600.
  • Light output from the plurality of lens arrays 1920 may pass through the pinhole array 1930 and may be mixed with each other in the process of reaching the beam splitter 1600.
  • the light is mixed with each other and output in the form of surface light. That is, when the pinhole array 1930 is in the second state, the optical path controller 1900 may output surface light.
  • the pinhole array 1930 in the second state may output more light than the pinhole array 1930 in the first state.
  • 25 is a diagram illustrating a surface information acquisition operation of the scanner according to the fourth embodiment.
  • the optical system 1500 may operate in a second state, and the optical path controller 1900 may operate in a first state.
  • the light path controller 1900 may convert the light received from the light source 1200 in the first state into a point light form and output the point light.
  • the optical path controller 1900 may output a plurality of point lights in the form of a matrix of optical bundles.
  • the light output from the optical path controller 1900 is transmitted to the optical system 1500 through the beam splitter 1600 and transmitted to the beam splitter 1600 through the first optical path converter 1201. Can be.
  • the optical system 1500 may have the same optical characteristics as that of the convex lens.
  • the light output from the optical system 1500 may be output to have different focal points for each wavelength.
  • Light output from the optical system 1500 may be reflected through the mirror 1700 and transmitted to the object.
  • light whose focus is located on the surface of the object may be reflected.
  • Light whose focus is located on the surface of the object may be incident to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, and the beam splitter 1600.
  • the detector 1300 may acquire surface information of the object by using incident light.
  • Light reflected from the object may be irradiated only to a partial region of the detector 1300.
  • the light path controller 1900 outputs light in the form of point light, it is possible to measure more clearly without noise and obtain more accurate surface information.
  • An optical member may be additionally located between the detector 1300 and the beam splitter 1600.
  • An optical filter, a pinhole array, or the like may be disposed between the detector 1300 and the beam splitter 1600. The noise of the light irradiated to the detector 1300 by the additional optical member may be reduced, and more accurate surface information may be obtained.
  • 26 is a diagram illustrating an operation of acquiring color information of a scanner according to a fourth embodiment.
  • the optical system 1500 may operate in a first state, and the optical path controller 1900 may operate in a second state.
  • the light path controller 1900 may output the light received from the light source 1200 in the second state in the form of surface light.
  • the light output from the optical path controller 1900 is transmitted to the optical system 1500 through the beam splitter 1600 and transmitted to the beam splitter 1600 through the first optical path converter 1201. Can be.
  • the optical system 1500 may output the optical system 1500 without changing the characteristics of the light and may have the same optical characteristics as that of the glass.
  • Light incident to the optical system 1500 through the beam splitter 1600 travels to the mirror 1700 along the horizontal axis x without changing state, and is reflected in the direction of the second vertical axis y2 to the object. Incident.
  • Light incident on the object is reflected by the object, and is incident to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, and the beam splitter 1600.
  • the scanner 1000 acquires color information
  • light may be incident on the entire area of the detector 1300.
  • the area where the light of the detector 1300 is incident may be larger than when the scanner 1000 acquires the surface information. That is, when the scanner 1000 acquires surface information, light is irradiated only to a partial region of the detector 1300, and when the scanner 1000 acquires color information, the entire area of the detector 1300. Light may be irradiated.
  • the first controller 1400 may obtain a preview image of the object through the light incident on the detector 1300. Since the detector 1300 detects the light reflected from the upper part of the object, the detector 1300 may acquire an image of the object viewed from the upper part of the object.
  • FIG. 27 is a view illustrating a wide-angle preview information acquisition operation of the scanner according to the fourth embodiment.
  • the optical system 1500 may operate in a third state, and the optical path controller 1900 may operate in a second state.
  • the light path controller 1900 may output the light received from the light source 1200 in the second state in the form of surface light.
  • Light output from the optical path controller 1900 may be transmitted to the optical system 1500 by passing through the beam splitter 1600.
  • the optical system 1500 may operate like a concave lens.
  • the light output from the optical system 1500 may be diverted by changing the path of the light.
  • the light output from the optical system 1500 travels in the direction of the mirror 1700 through the second optical path conversion unit 1501 along the horizontal axis x.
  • the light reaching the mirror 1700 is reflected and transmitted to the object along the second vertical axis y2.
  • the light reflected by the object is transmitted to and reflected by the mirror 1700, and is transmitted to the optical system 1500 through the second optical path converter 1501 along the horizontal axis x.
  • the light reaching the beam splitter 1600 is reflected and transmitted along the first vertical axis y1 toward the detector 1300, and the detector 1300 converts the incident light into an electrical signal to convert the light into an electrical signal.
  • Wide-angle preview information can be obtained.
  • a wider area of light is incident on the detector 1300 to generate a wider preview image than the preview image of FIG. 26.
  • the first control unit 1400 may provide a wide-angle preview image to the user, thereby improving user convenience.
  • the scanner according to the fourth exemplary embodiment has an effect of obtaining more accurate surface information of the object by controlling the light path controller 190 to control the light incident to the optical system 1500 in comparison with the first exemplary embodiment.
  • 28 to 30 are diagrams illustrating a scanner according to a fifth embodiment.
  • the scanner according to the fifth embodiment is the same as the fourth embodiment except that the state of the pinhole array is not changed compared to the scanner according to the fourth embodiment, and a separate light source is added. Therefore, in describing the fifth embodiment, the same reference numerals are assigned to the components common to the fourth embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the scanner 1000 may further include a first auxiliary light source 1280.
  • the light path limiting unit 1905 may include a parallel lens 1910, a lens array 1920, and a fixed pinhole array 1940.
  • the light path limiting unit 1905 may output the light output from the light source 1200 in the form of point light.
  • the parallel lens 1910 may be a convex lens.
  • the parallel lens 1910 may convert the light output from the light source 1200 into surface light and transmit the light to the lens array 1920.
  • the lens array 1920 may collect the light received from the parallel lens 1910 to have a plurality of focal points and transmit the light to the fixed pinhole array 1940.
  • the fixed pinhole array 1940 may output the light received from the lens array 1920 in the form of point light.
  • the function of the fixed pinhole array 1940 is the same as that of the pinhole array 1930 in the first state of the fourth embodiment.
  • the fixed pinhole array 1940 is not changed in state as in the fourth embodiment, but has a fixed characteristic in the form of a first state.
  • the first auxiliary light source 1280 may output white light toward the beam splitter 1600.
  • An auxiliary parallel lens 1950 may be positioned between the first auxiliary light source 1280 and the beam splitter 1600.
  • the auxiliary parallel lens 1950 may be a convex lens.
  • the auxiliary parallel lens 1950 may convert the light transmitted from the first auxiliary light source 1280 into surface light and transmit the light to the beam splitter 1600.
  • the light source 1200 and the first auxiliary light source 1280 may be complementarily flickered.
  • the light source 1200 and the first auxiliary light source 1280 may blink in a time division manner. For example, when the light source 1200 is turned on, the first auxiliary light source 1280 may be turned off, and when the light source 1200 is turned off, the first auxiliary light source 1280 may be turned on. have.
  • FIG. 28 is a view illustrating a surface information acquisition operation of the scanner according to the fifth embodiment.
  • the light source 1200 may be turned on and the first auxiliary light source 1280 may be turned off.
  • the optical system 1500 may operate in a second state.
  • the light path limiting unit 1905 may convert the light received from the light source 1200 into a point light form and output the point light.
  • Light output from the light path limiting unit 1905 passes through the beam splitter 1600 and is transmitted to the optical system 1500, and passes through the first light path converting unit 1201 to the beam splitter 1600. Can be delivered.
  • the optical system 1500 may have the same optical characteristics as that of the convex lens.
  • the light output from the optical system 1500 may be output to have different focal points for each wavelength.
  • Light output from the optical system 1500 may be reflected through the mirror 1700 and transmitted to the object.
  • the detector 1300 may acquire surface information of the object by using incident light.
  • 29 is a diagram illustrating a color information acquisition operation of the scanner according to the fifth embodiment.
  • the light source 1200 may be turned off and the first auxiliary light source 1280 may be turned on in the color information acquisition operation of the scanner 1000 according to the fifth embodiment.
  • the optical system 1500 may operate in a first state.
  • detailed description of the same operation as that in FIG. 28 is omitted.
  • the first auxiliary light source 1280 may be turned on to output white light.
  • the light output from the first auxiliary light source 1280 is incident on the auxiliary parallel lens 1950, converted into surface light, and transmitted to the beam splitter 1600 along the first vertical axis y1.
  • the light incident on the beam splitter 1600 may be transferred to the optical system 1500 by changing the path of the light.
  • the optical system 1500 may output the optical system 1500 without changing the characteristics of the light and may have the same optical characteristics as that of the glass.
  • Light incident to the optical system 1500 through the beam splitter 1600 travels to the mirror 1700 along the horizontal axis x without changing state, and is reflected in the direction of the second vertical axis y2 to the object. Incident.
  • the first controller 1400 may acquire color information through light incident on the detector 1300.
  • the first controller 1400 may obtain a preview image of the object through the light incident on the detector 1300. Since the detector 1300 detects the light reflected from the upper part of the object, the detector 1300 may acquire an image of the object viewed from the upper part of the object.
  • the scanner according to the fifth embodiment may obtain accurate surface information and color information through on / off operation through a separate light source without using a pinhole array capable of changing a state.
  • a pinhole array capable of changing a state.
  • FIG. 30 is a view illustrating a wide-angle preview information acquisition operation of the scanner according to the fifth embodiment.
  • the light source 1200 may be turned off and the first auxiliary light source 1280 may be turned on.
  • the optical system 1500 may operate in a third state.
  • detailed description of the same operation as that in FIG. 28 is omitted.
  • the first auxiliary light source 1280 may be turned on to output white light.
  • the light output from the first auxiliary light source 1280 is incident to the auxiliary parallel lens 1950 and converted into surface light, and is transmitted to the beam splitter 1600 along the first vertical axis y1.
  • the light incident on the beam splitter 1600 may be transferred to the optical system 1500 by changing the path of the light.
  • the optical system 1500 may operate like a concave lens.
  • the light output from the optical system 1500 may be diverted by changing the path of the light.
  • Light output from the optical system 1500 travels in the direction of the mirror 1700 along the horizontal axis x.
  • the light reaching the mirror 1700 is reflected and transmitted to the object along the second vertical axis y2.
  • Light reflected by the object is transmitted to and reflected by the mirror 1700 and is transmitted to the optical system 1500 along the horizontal axis x.
  • the light reaching the beam splitter 1600 is reflected and transmitted along the first vertical axis y1 toward the detector 1300, and the detector 1300 converts the incident light into an electrical signal to convert the light into an electrical signal.
  • Wide-angle preview information can be obtained.
  • a wider area of light is incident on the detector 1300 to generate a wider preview image than the preview image of FIG. 29. can do.
  • the first control unit 1400 may provide a wide-angle preview image to the user, thereby improving user convenience.
  • 31 and 32 illustrate a scanner according to a sixth embodiment.
  • the scanner according to the sixth embodiment is the same as the fifth embodiment except that the position of a separate light source is changed compared to the fifth embodiment. Therefore, in describing the sixth embodiment, components common to those of the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the scanner of the sixth embodiment may further include a dental caries detection function as well as surface information, color information, and wide-angle preview information.
  • a dental caries detection function as well as surface information, color information, and wide-angle preview information.
  • the scanner 1000 according to the sixth embodiment may further include a second auxiliary light source 1290.
  • the second auxiliary light source 1290 may be located in an area adjacent to the mirror 1700 and / or the object.
  • the second auxiliary light source 1290 may be located at the tip of the scanner.
  • the second auxiliary light source 1290 may be positioned at a position opposite to the mirror 1700 to irradiate light toward the mirror 1700. Light output from the second auxiliary light source 1290 may be reflected by the mirror 1700 and incident on the object.
  • the second auxiliary light source 1290 is located at a position opposite to the mirror 1700, the light may be directly irradiated to the object without reflecting the light to the mirror 1700.
  • the second auxiliary light source 1290 may be located in the rear region of the mirror 1700. That is, the mirror 1700 may be located between the second auxiliary light source 1290 and the object. In this case, the mirror 1700 may be a transflective mirror. That is, the mirror 1700 may be configured to reflect light from the light source 1200 and transmit light from the second auxiliary light source 1290.
  • the light source 1200 and the second auxiliary light source 1290 may be complementarily flickered.
  • the light source 1200 and the second auxiliary light source 1290 may blink in a time division manner. For example, when the light source 1200 is turned on, the second auxiliary light source 1290 may be turned off, and when the light source 1200 is turned off, the second auxiliary light source 1290 may be turned on. have.
  • 31 is a view illustrating a surface information acquisition operation of the scanner according to the sixth embodiment.
  • the light source 1200 may be turned on and the second auxiliary light source 1290 may be turned off.
  • the optical system 1500 may operate in a second state.
  • Light output from the light source 1200 is transmitted to the light path limiting unit 1905.
  • the light path limiting unit 1905 may convert the light received from the light source 1200 into a point light form and output the point light.
  • Light output from the light path limiting unit 1905 passes through the beam splitter 1600 and is transmitted to the optical system 1500, and passes through the first light path converting unit 1201 to the beam splitter 1600. Can be delivered.
  • the optical system 1500 may have the same optical characteristics as that of the convex lens.
  • the light output from the optical system 1500 may be output to have different focal points for each wavelength.
  • Light output from the optical system 1500 may be reflected through the mirror 1700 and transmitted to the object.
  • the detector 1300 may acquire surface information of the object by using incident light.
  • FIG. 32 is a view illustrating a dental caries information acquisition operation of the scanner according to the sixth embodiment.
  • the light source 1200 may be turned off and the second auxiliary light source 1290 may be turned on during the dental caries information acquisition operation of the scanner 1000 according to the sixth embodiment.
  • the optical system 1500 may operate in a second state.
  • the second auxiliary light source 1290 may output white light or light of a specific wavelength region.
  • the second auxiliary light source 1290 may output light of a blue wavelength region.
  • the second auxiliary light source 1290 may output light in a wavelength region used for quantitative light-induced fluorescence (QLF).
  • QLF quantitative light-induced fluorescence
  • the second auxiliary light source 1290 may output light for early detection of dental caries.
  • the second auxiliary light source 1290 may output light having a wavelength of 405 nm.
  • the light of the specific wavelength region may be defined as QLF light.
  • color information and preview information may be obtained by operating the optical system 1500 in a first state.
  • wide-angle preview information may be obtained by operating the optical system 1500 in a third state. Since the scanner 1000 acquires the color information, the preview information or the wide-angle preview information is the same as in the above-described fifth embodiment, detailed description thereof will be omitted.
  • the second auxiliary light source 1290 is positioned in an area adjacent to the object, so that the light can be irradiated to the object even though the beam splitter 1600 and the optical system 1500 do not pass. There is an effect that the light efficiency can be improved by reducing the light that can be lost in the incident process.
  • the second auxiliary light source 1290 may output QLF light.
  • the optical system 1500 may operate in a first state.
  • Light output from the second auxiliary light source 1920 may be reflected by the mirror 1700 and incident on the object.
  • the tooth may change the wavelength of the light and output the changed light.
  • the degree to which the wavelengths of the normal region and the abnormal region of the tooth are changed may be different.
  • the blue wavelength may be absorbed and green light may be output.
  • the intensity of the light of the green wavelength may be smaller than the normal region.
  • Light output from the object may be transmitted to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, and the beam splitter 1600.
  • the detector 1300 may detect dental caries early by analyzing a wavelength region of incident light. For example, dental caries may be detected early by detecting information of green wavelength of light incident on the detector 1300.
  • the first control unit 1400 may accurately determine an area in which dental caries exists by using dental caries data and surface information and color information of the object.
  • an optical filter may be further provided between the beam splitter 1600 and the detector 1300.
  • the optical filter may be a yellow filter.
  • the optical filter may be a filter for transmitting a long wavelength, the optical filter may be a filter for transmitting light of 520nm or more.
  • the optical filter can more accurately detect the light output from the object, so that the scanner 1000 can more accurately detect dental caries.
  • the dental caries detection may be implemented by changing the wavelength of the light source in the color information and preview information acquisition modes of the first to fifth embodiments. That is, in the first to fifth embodiments, early detection of dental caries is possible by changing wavelengths of the light source and the light source output from the first auxiliary light source.
  • the scanners according to the first to sixth embodiments may be applied to the oral cavity scanner.
  • the present invention is not limited to the oral cavity scanner, and may be applied to other scanners for generating shape information and color information of the object.

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Abstract

A scanner according to an embodiment comprises: a detector for receiving light reflected from an object and generating a signal; an optical system, a state of which is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal; and a control unit for controlling the detector and the optical system, wherein the control unit controls the optical system and the detector to generate shape information of the object when the optical system is in the first state, and the control unit controls the optical system and the detector to generate color information of the object when the optical system is in the second state.

Description

스캐너scanner
본 발명은 스캐너에 관한 것이다.The present invention relates to a scanner.
치과 보철물을 제작하기 위해서는 환자의 치아 표면정보를 획득하는 것이 필요하다. 종래에는 환자의 치아 표면정보를 획득하기 위해, 환자의 구강 내에 물질을 투여하여 이를 경화시켜 획득하였다.In order to produce a dental prosthesis, it is necessary to acquire the tooth surface information of the patient. Conventionally, in order to obtain the tooth surface information of the patient, it is obtained by administering a substance in the oral cavity of the patient and curing it.
또한 상기 치과 보철물은 인상 모델을 통해 치기공사가 수작업으로 보철물을 가공하여 제작하였다. 최근에는 CAD(Computer-aided design)를 이용하여 보철물을 디자인하고, CAM(Computer-aided manufacturing)을 통해 보철물을 제작하여, 기존의 수작업에 비해 높은 정확도와 높은 생산성을 추구하고 있다.In addition, the dental prosthesis was produced by the prosthesis by hand processing the prosthesis through the impression model. Recently, a prosthesis is designed using computer-aided design (CAD), and a prosthesis is manufactured through computer-aided manufacturing (CAM), and high accuracy and high productivity are pursued compared to conventional manual work.
상기 CAD 및 CAM 시스템 개발에 부합할 수 있도록 환자의 치아 표면 정보 획득방법이 디지털화 되고 있는 추세이다. 최근의 환자의 치아 표면 획득 방법에는 인상 모델을 3D스캐너를 통해 획득 방법과 구강 스캐너를 이용하는 방법이 있다.In order to meet the development of the CAD and CAM system, a method of acquiring tooth surface information of a patient is being digitized. Recently, a method of acquiring a tooth surface of a patient includes a method of obtaining an impression model through a 3D scanner and a method of using an oral scanner.
상기 인상 모델을 3D스캐너를 통해 획득하는 방법은 종래와 같이 환자의 구강 내에 물질을 주입하여 이를 경화시킨 후 3D스캐너를 통해 획득하는 방법이다. 이 방법은 여전히 환자의 구강 내에 물질을 주입하여야 하므로, 환자에게 거부감을 줄 수 있는 방식이다.The method of acquiring the impression model through the 3D scanner is a method of injecting a substance into the oral cavity of the patient, curing the same, and obtaining the impression model through the 3D scanner. This method still has to inject a substance into the patient's oral cavity, thus giving the patient a sense of rejection.
이를 개선하기 위해 구강 스캐너가 개발되었다. 상기 구강 스캐너는 환자의 구강 내에 스캐너를 삽입하여 스캐너를 이동시켜가며, 화상을 획득하고, 이를 재구성하여 환자의 치아 표면 정보를 획득한다.To improve this, an oral scanner has been developed. The oral cavity scanner moves the scanner by inserting the scanner in the oral cavity of the patient, acquires an image, and reconstructs the dental surface information of the patient.
상기 구강 스캐너를 구현하기 위해서는 다수의 광학계가 필요하며, 구현 방식에 따라 콘포칼 방식(Confocal), 삼각법 방식(Triangulation technique) 및 활성 파면 샘플링 방식(active wavefront sampling) 등이 있다.A plurality of optical systems are required to implement the oral cavity scanner, and there are a confocal method, a triangulation technique, an active wavefront sampling method, and the like, depending on the implementation method.
이중 상기 콘포칼 방식은 치아의 반사율을 평균화 하기 위한 별도의 물질을 치아에 도포하지 않아도 되므로, 다른 방식에 비해 치아 스캔시 환자의 거부감이 작은 방식이다. 상기 콘포칼 방식은 디텍터로 입사되는 광 중 특정 초점면에 해당되는 광만 디텍터에서 센싱하는 방식으로 광학계를 이동시켜 초점면을 변경시켜가며 화상을 획득하여 치아의 표면 데이터를 얻는 방식이다. 상기 콘포칼 방식의 스캐너는 Align, 3shape 등이 개발하고 있다. 다만, 상기 콘포칼 방식의 스캐너는 광학계를 물리적으로 이동시켜야 되므로, 진동과 소음이 발생하는 문제점이 있었다.The confocal method does not need to apply a separate material to the teeth for averaging the reflectance of the teeth, the patient's rejection when scanning the teeth compared to other methods. The confocal method is a method in which only a light corresponding to a specific focal plane of the light incident to the detector is sensed by the detector to move the optical system to change the focal plane and acquire an image to obtain surface data of a tooth. The confocal scanner is developed by Align, 3shape and the like. However, the confocal scanner has a problem in that vibration and noise occur because the optical system must be physically moved.
이를 개선하기 위해 크로마틱 콘포칼(Chromatic confocal) 방식이 제안되었다. 도 1은 종래의 크로마틱 콘포칼 방식을 나타내는 개념도이다.In order to improve this, a chromatic confocal method has been proposed. 1 is a conceptual diagram illustrating a conventional chromatic confocal method.
도 1을 참조하면, 종래의 크로마틱 콘포칼 방식의 구강 스캐너(1)는 백색광원(2), 빔스플리터(3), 색수차 발생 렌즈(5), 디텍터(6) 및 핀홀(7)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a conventional chromatic confocal oral scanner 1 includes a white light source 2, a beam splitter 3, a chromatic aberration generating lens 5, a detector 6, and a pinhole 7. can do.
상기 구강 스캐너(1)는 대상체(9)로 광을 조사하고, 반사된 광을 디텍터(6)에서 수신하여 이를 연산하여 대상체(9)의 표면정보를 얻는다.The oral cavity scanner 1 irradiates light onto the object 9, receives the reflected light from the detector 6, calculates it, and obtains surface information of the object 9.
상기 백색광원(2)은 상기 빔스플리터(3)로 백색광을 조사하고, 상기 백색광은 상기 빔스플리터(3)를 투과하여 상기 색수차 발생 렌즈(5)로 진행한다. 상기 색수차 발생 렌즈(5)를 투과한 광은 파장에 따라 서로 다른 초점을 가지는 형태로 상기 대상체로 진행한다. 즉, 상기 색수차 발생 렌즈(5)를 투과한 광 중 제1 파장(λ1)을 가지는 광은 상기 색수차 발생 렌즈(5)와 인접한 위치에 초점이 생성되고, 제3 파장(λ3)을 가지는 광은 상기 색수차 발생 렌즈(5)와 이격된 위치에 초점이 생성되고, 제2 파장(λ2)을 가지는 광은 상기 제1 파장(λ1) 및 제3 파장(λ3) 사이에서 초점이 생성된다.The white light source 2 irradiates the white light with the beam splitter 3, and the white light passes through the beam splitter 3 and proceeds to the chromatic aberration generating lens 5. The light transmitted through the chromatic aberration generating lens 5 proceeds to the object in a form having different focuses according to wavelengths. That is, the light having the first wavelength λ1 among the light transmitted through the chromatic aberration generating lens 5 is focused at a position adjacent to the chromatic aberration generating lens 5, and the light having the third wavelength λ3 is Focus is generated at a position spaced apart from the chromatic aberration generating lens 5, and light having a second wavelength λ 2 is generated between the first wavelength λ 1 and a third wavelength λ 3.
상기 색수차 발생 렌즈(5)를 투과한 광 중 상기 대상체(9)의 표면에 부합하는 광만 상기 대상체(9) 표면에서 반사되어 상기 빔스플리터(3)에 반사되고, 상기 핀홀(7)을 통해 상기 디텍터(6)로 조사된다. 예를 들어, 도면에서는 상기 색수차 발생 렌즈(5)를 투과한 광 중 제2 파장(λ2)이 상기 대상체(9) 표면에 부합하므로, 상기 제2 파장(λ2)을 가지는 광이 빔스플리터(3)에 의해 반사되고, 상기 핀홀(7)을 통해 상기 디텍터로 조사되고, 상기 디텍터(6)는 조사된 광의 파장을 연산하여, 상기 색수차 발생 렌즈(5)와 상기 대상체(9) 사이의 거리를 측정한다. 상기 색수차 발생 렌즈(5)와 상기 대상체(9)의 거리를 통해 상기 대상체(9)의 표면정보를 얻을 수 있다.Of the light transmitted through the chromatic aberration generating lens 5, only light corresponding to the surface of the object 9 is reflected on the surface of the object 9 and reflected on the beam splitter 3, and the pinhole 7 causes the light to be reflected. The detector 6 is irradiated. For example, in the drawing, since the second wavelength λ 2 of the light transmitted through the chromatic aberration generating lens 5 corresponds to the surface of the object 9, the light having the second wavelength λ 2 is beam splitter 3. ) Is irradiated to the detector through the pinhole 7, and the detector 6 calculates a wavelength of the irradiated light to determine a distance between the chromatic aberration generating lens 5 and the object 9. Measure Surface information of the object 9 may be obtained through a distance between the chromatic aberration generating lens 5 and the object 9.
종래의 크로마틱 콘포칼 방식은 콘포칼 방식에 비해 광학계의 물리적 이동을 생략할 수 있어, 소음 및 진동을 줄일 수 있는 장점이 있다. 다만, 파장을 통해 깊이정보를 측정하므로, 대상체의 색상표면정보를 획득할 수 없는 문제점이 있었다.Conventional chromatic confocal method can omit the physical movement of the optical system compared to the confocal method, there is an advantage that can reduce the noise and vibration. However, since depth information is measured through wavelengths, there is a problem in that color surface information of an object cannot be obtained.
본 발명은 소음 및 진동 없이 표면정보와 색상정보를 획득할 수 있는 스캐너를 제공한다.The present invention provides a scanner capable of acquiring surface information and color information without noise and vibration.
본 발명의 실시 예에 따른 스캐너는, 오브젝트로부터 반사되는 광을 수광하여 신호를 생성하는 디텍터; 전기신호에 의해 적어도 제1 상태 및 제2 상태를 포함하는 다수의 상태 사이에서 상태가 변경되는 광학계; 및 상기 디텍터 및 광학계를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 광학계가 상기 제1 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 형상정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어하고, 상기 광학계가 상기 제2 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 색상정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어한다.Scanner according to an embodiment of the present invention, the detector for receiving the light reflected from the object to generate a signal; An optical system whose state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal; And a control unit for controlling the detector and the optical system, wherein the control unit controls the optical system and the detector to generate shape information of the object when the optical system is in the first state, and the optical system is in the second state. The optical system and the detector are controlled to generate the color information of the object when in the.
본 발명의 실시 예에 따른 스캐너는, 적어도 제1 파장 및 제2 파장을 포함하는 제1 광을 출력하는 광원; 및 전기신호에 의해 상태가 변화하는 광학계를 포함하고, 상기 광학계는 제1 상태에서 제1 광의 색수차를 유발하여 제1 초점 깊이를 가지는 제2 광 및 제2 초점 깊이를 가지는 제3 광을 출력하고, 상기 광학계는 제2 상태에서 제1 광의 색수차를 유발하여 제3 초점 깊이를 가지는 제4 광 및 제4 초점 깊이를 가지는 제5 광을 출력한다.In accordance with another aspect of the present disclosure, a scanner includes a light source configured to output first light including at least a first wavelength and a second wavelength; And an optical system whose state is changed by an electrical signal, wherein the optical system induces chromatic aberration of the first light in a first state to output a second light having a first depth of focus and a third light having a second depth of focus, and The optical system induces chromatic aberration of the first light in a second state and outputs a fourth light having a third focus depth and a fifth light having a fourth focus depth.
본 발명의 실시 예는 오브젝트의 3차원 형상을 스캔하기 위한 스캐너로서, 광원; 전기적 신호에 따라 상태의 변경이 가능하며, 상기 상태 변경에 따라 광학적 특성이 변경되는 광학계; 및 적어도 R픽셀, G픽셀 및 B픽셀을 포함하는 단위 컬러 픽셀이 N x M 형태의 2차원 어레이 형태로 배열되어 있는 광센서;를 포함하며, 상기 스캐너가 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 광센서의 2차원 어레이에 포함된 N x M개의 단위 컬러 픽셀들 중 일부에만 상기 대상 오브젝트로부터 반사된 광에 따른 전기적 신호가 검출되고, 상기 스캐너가 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 광센서의 2차원 어레이에 포함된 N x M개의 단위 컬러 픽셀들 모두에 상기 오브젝트로부터 반사된 광에 따른 전기적 신호가 검출되며, 상기 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 전기적 신호가 검출된 제1 단위 컬러 픽셀의 상기 픽셀 어레이 상에서의 2차원 좌표값과 상기 제1 단위 컬러 픽셀에 의해 검출된 컬러값은 상기 대상 오브젝트의 3차원 형상을 검출하는 데 사용되고, 상기 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 전기적 신호가 검출된 제2 단위 컬러 픽셀의 상기 픽셀 어레이 상에서의 2차원 좌표값과 상기 제2 단위 컬러 픽셀에 의해 검출된 컬러값은 상기 오브젝트에 대한 2차원 이미지를 생성하는 데 사용된다.An embodiment of the present invention is a scanner for scanning a three-dimensional shape of the object, the light source; An optical system capable of changing a state according to an electrical signal and changing an optical characteristic according to the state change; And an optical sensor in which unit color pixels including at least R pixels, G pixels, and B pixels are arranged in the form of a two-dimensional array having an N × M shape, and when the scanner operates in a first mode, When only some of the N x M unit color pixels included in the two-dimensional array of sensors detect an electrical signal according to the light reflected from the target object, and the scanner operates in the second mode, An electrical signal according to the light reflected from the object is detected in all of the N x M unit color pixels included in the dimensional array, and when operated in the first mode, the electrical signal is detected. The two-dimensional coordinate value on the pixel array and the color value detected by the first unit color pixel are used to detect a three-dimensional shape of the target object, and in the second mode. In operation, the two-dimensional coordinate value on the pixel array of the second unit color pixel from which the electrical signal is detected and the color value detected by the second unit color pixel are used to generate a two-dimensional image for the object. Used.
본 발명의 실시 예에 따른 스캐너는 모드에 따라 광학계에 전압을 인가하여 광학계에 인가되는 광의 특성을 변경하여 소음 및 진동 없이 표면정보와 색상정보를 획득할 수 있다.The scanner according to an embodiment of the present invention may obtain surface information and color information without noise and vibration by changing a characteristic of light applied to the optical system by applying a voltage to the optical system according to a mode.
도 1은 종래의 크로마틱 콘포칼 방식을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a conventional chromatic confocal method.
도 2는 본 발명의 실시 예들과 관련된 스캐너 및 상기 스캐너와 연동되는 전자기기 등을 포함하는 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a system including a scanner and an electronic device interoperating with the scanner, according to embodiments of the present disclosure.
도 3은 제1 실시 예에 따른 스캐너의 구조를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a structure of a scanner according to a first embodiment.
도 4는 제1 실시 예에 따른 광원을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a light source according to a first embodiment.
도 5는 제1 실시 예에 따른 광원의 다른 형태를 나타내는 도면이다.5 is a view showing another form of the light source according to the first embodiment.
도 6은 제1 실시 예에 따른 광원의 또 다른 형태를 나타내는 도면이다.6 is a view showing still another embodiment of the light source according to the first embodiment.
도 7은 제1 실시 예에 따른 광학계를 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating an optical system according to a first embodiment.
도 8a 내지 도 8c는 제1 실시 예에 따른 광학계에서 변경되어 출력되는 광을 도시하는 도면이다.8A to 8C are views illustrating light that is changed and output in the optical system according to the first embodiment.
도 9는 제1 실시 예에 따른 광학계의 다른 구조를 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating another structure of the optical system according to the first embodiment.
도 10은 도 9의 광학계에 인가되는 전압을 나타내는 도면이다.10 is a diagram illustrating a voltage applied to the optical system of FIG. 9.
도 11은 도 9의 광학계에 인가되는 전압을 나타내는 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating a voltage applied to the optical system of FIG. 9.
도 12는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.12 is a diagram illustrating a color information acquisition operation of the scanner according to the first embodiment.
도 13a 및 도 13b는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.13A and 13B are diagrams illustrating an operation of acquiring surface information of the scanner according to the first embodiment.
도 14는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 광각 미리보기 획득 동작을 나타내는 도면이다.14 is a view illustrating a wide-angle preview acquisition operation of the scanner according to the first embodiment.
도 15는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 구동방법을 나타내는 도면이다.15 is a view showing a method of driving a scanner according to the first embodiment.
도 16은 제1 실시 예에 따른 스캐너의 다른 구동방법을 나타내는 도면이다.16 is a view showing another driving method of the scanner according to the first embodiment.
도 17은 제2 실시 예에 따른 스캐너를 나타내는 도면이다.17 is a diagram illustrating a scanner according to a second embodiment.
도 18은 제3 실시 예에 따른 스캐너의 구조를 나타내는 도면이다.18 is a view showing the structure of a scanner according to a third embodiment.
도 19는 제3 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.19 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of a scanner according to a third embodiment.
도 20은 제3 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.20 is a diagram illustrating an operation of acquiring color information of a scanner according to a third embodiment.
도 21은 제4 실시 예에 따른 스캐너의 구조를 나타내는 도면이다.21 is a diagram showing the structure of a scanner according to a fourth embodiment.
도 22는 제4 실시 예에 따른 렌즈 어레이를 나타내는 사시도이다.22 is a perspective view illustrating a lens array according to a fourth embodiment.
도 23은 제4 실시 예에 따른 핀홀 어레이를 나타내는 사시도이다.23 is a perspective view illustrating a pinhole array according to a fourth embodiment.
도 24a 및 도 24b는 제4 실시 예에 따른 렌즈 어레이와 핀홀 어레이에서의 광의 경로를 나타내는 도면이다.24A and 24B are diagrams illustrating paths of light in the lens array and the pinhole array according to the fourth embodiment.
도 25는 제4 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.25 is a diagram illustrating a surface information acquisition operation of the scanner according to the fourth embodiment.
도 26은 제4 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.26 is a diagram illustrating an operation of acquiring color information of a scanner according to a fourth embodiment.
도 27은 제4 실시 예에 따른 스캐너의 광각 미리보기 정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.27 is a view illustrating a wide-angle preview information acquisition operation of the scanner according to the fourth embodiment.
도 28은 제5 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.28 is a view illustrating a surface information acquisition operation of the scanner according to the fifth embodiment.
도 29는 제5 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.29 is a diagram illustrating a color information acquisition operation of the scanner according to the fifth embodiment.
도 30은 제5 실시 예에 따른 스캐너의 광각 미리보기 정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.30 is a view illustrating a wide-angle preview information acquisition operation of the scanner according to the fifth embodiment.
도 31은 제6 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.31 is a view illustrating a surface information acquisition operation of the scanner according to the sixth embodiment.
도 32는 제6 실시 예에 따른 스캐너의 치아우식정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.32 is a view illustrating a dental caries information acquisition operation of the scanner according to the sixth embodiment.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail a specific embodiment of the present invention. However, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may deteriorate other inventions or the present invention by adding, modifying, or deleting other elements within the scope of the same idea. Other embodiments that fall within the scope of the inventive concept may be readily proposed, but they will also be included within the scope of the inventive concept.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.In addition, the components with the same functions within the scope of the same idea shown in the drawings of each embodiment will be described using the same reference numerals.
실시 예에 따른 스캐너는, 오브젝트로부터 반사되는 광을 수광하여 신호를 생성하는 디텍터; 전기신호에 의해 적어도 제1 상태 및 제2 상태를 포함하는 다수의 상태 사이에서 상태가 변경되는 광학계; 및 상기 디텍터 및 광학계를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 광학계가 상기 제1 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 형상정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어하고, 상기 광학계가 상기 제2 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 색상정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어한다.According to an embodiment, a scanner may include a detector configured to receive light reflected from an object and generate a signal; An optical system whose state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal; And a control unit for controlling the detector and the optical system, wherein the control unit controls the optical system and the detector to generate shape information of the object when the optical system is in the first state, and the optical system is in the second state. The optical system and the detector are controlled to generate the color information of the object when in the.
상기 제어부는 상기 광학계가 상기 제2 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 미리보기 정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어할 수 있다.The controller may control the optical system and the detector to generate preview information of the object when the optical system is in the second state.
상기 다수의 상태는 제3 상태를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 광학계가 상기 제3 상태에 있는 경우 광각 미리보기 정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어할 수 있다.The plurality of states may further include a third state, and the controller may control the optical system and the detector to generate wide-angle preview information when the optical system is in the third state.
상기 광학계의 표면형상은 상기 전기 신호의 인가여부와 관계없이 일정하게 유지될 수 있다.The surface shape of the optical system may be kept constant regardless of whether the electrical signal is applied.
상기 광학계는 액정렌즈일 수 있다.The optical system may be a liquid crystal lens.
상기 제어부는 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 볼록렌즈와 동일한 광학적 특성을 가지도록 전기신호를 인가할 수 있다.When the optical system is in the first state, the controller may apply an electrical signal to have the same optical characteristics as the convex lens.
상기 제어부는 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 볼록렌즈와 동일한 광학적 특성을 가지는 프레넬 렌즈와 같이 동작하도록 전기신호를 인가할 수 있다.The controller may apply an electrical signal to operate like a Fresnel lens having the same optical characteristics as the convex lens when the optical system is in the first state.
상기 광학계를 통해 상기 오브젝트로 광을 조사하는 광원을 더 포함하고, 상기 광원은 다수의 파장영역의 광이 혼합된 형태의 광을 출력할 수 있다.The light source may further include a light source for irradiating light to the object through the optical system, and the light source may output light in which light of a plurality of wavelength regions is mixed.
상기 광원은 백색광을 출력할 수 있다.The light source may output white light.
상기 광학계는 다수의 상태에 따라 상기 광원으로부터의 광의 경로를 변환할 수 있다.The optical system may convert a path of light from the light source according to a plurality of states.
상기 광학계는 제1 상태에 있는 경우 상기 광원으로부터의 광을 파장영역별로 다른 초점거리를 가지도록 변환하여 출력할 수 있다.When the optical system is in the first state, the optical system may convert and output light from the light source to have different focal lengths for each wavelength region.
상기 광학계는 제2 상태에 있는 경우 상기 광원으로부터의 광을 특성 변경없이 출력할 수 있다.The optical system may output the light from the light source without changing the characteristic when in the second state.
상기 광학계는 제3 상태에 있는 경우 상기 광원으로부터의 광을 확산시켜 출력할 수 있다.The optical system may diffuse and output light from the light source when in the third state.
상기 디텍터는 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 표면 상에 초점이 위치하는 광을 수광할 수 있다.The detector may receive light having a focal point on the surface of the object when the optical system is in the first state.
상기 광학계가 제1 상태인 경우 상기 디텍터에 수광되는 광량은 상기 광학계가 제2 상태인 경우 상기 디텍터에 수광되는 광량보다 작을 수 있다.The amount of light received by the detector when the optical system is in the first state may be smaller than the amount of light received by the detector when the optical system is in the second state.
상기 광학계가 제1 상태인 경우 상기 디텍터의 수광영역은 상기 광학계가 제2 상태인 경우 상기 디텍터의 수광영역보다 작을 수 있다.The light receiving region of the detector when the optical system is in the first state may be smaller than the light receiving region of the detector when the optical system is in the second state.
상기 광학계는 제1 상태 및 제2 상태가 교번하여 변경되도록 제어될 수 있다.The optical system may be controlled such that the first state and the second state are alternately changed.
상기 광학계는 제1 상태, 제2 상태 및 제3 상태가 교번하여 변경되도록 제어될 수 있다.The optical system may be controlled such that the first state, the second state, and the third state are alternately changed.
실시 예에 따른 스캐너는, 적어도 제1 파장 및 제2 파장을 포함하는 제1 광을 출력하는 광원; 및 전기신호에 의해 상태가 변화하는 광학계를 포함하고, 상기 광학계는 제1 상태에서 제1 광의 색수차를 유발하여 제1 초점 깊이를 가지는 제2 광 및 제2 초점 깊이를 가지는 제3 광을 출력하고, 상기 광학계는 제2 상태에서 제1 광의 색수차를 유발하여 제3 초점 깊이를 가지는 제4 광 및 제4 초점 깊이를 가지는 제5 광을 출력한다.According to an embodiment, a scanner may include a light source configured to output first light including at least a first wavelength and a second wavelength; And an optical system whose state is changed by an electrical signal, wherein the optical system induces chromatic aberration of the first light in a first state to output a second light having a first depth of focus and a third light having a second depth of focus, and The optical system induces chromatic aberration of the first light in a second state and outputs a fourth light having a third focus depth and a fifth light having a fourth focus depth.
상기 제3 초점 깊이와 제4 초점 깊이는 동일할 수 있다.The third focal depth and the fourth focal depth may be the same.
상기 제4 광 및 제5광은 발산하는 광의 형태를 가질 수 있다.The fourth light and the fifth light may have a form of light emitted.
상기 제2 광은 상기 제1 파장에 의해 유발되고, 상기 제3 광은 상기 제2 파장에 의해 유발될 수 있다.The second light may be caused by the first wavelength, and the third light may be caused by the second wavelength.
상기 광원은 적색광원, 청색광원 및 녹색광원을 포함하고, 상기 광원은 백색광을 출력할 수 있다.The light source may include a red light source, a blue light source, and a green light source, and the light source may output white light.
실시 예에 따른 스캐너는, 오브젝트의 3차원 형상을 스캔하기 위한 스캐너로서, 광원; 전기적 신호에 따라 상태의 변경이 가능하며, 상기 상태 변경에 따라 광학적 특성이 변경되는 광학계; 및 적어도 R픽셀, G픽셀 및 B픽셀을 포함하는 단위 컬러 픽셀이 N x M 형태의 2차원 어레이 형태로 배열되어 있는 광센서;를 포함하며, 상기 스캐너가 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 광센서의 2차원 어레이에 포함된 N x M개의 단위 컬러 픽셀들 중 일부에만 상기 대상 오브젝트로부터 반사된 광에 따른 전기적 신호가 검출되고, 상기 스캐너가 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 광센서의 2차원 어레이에 포함된 N x M개의 단위 컬러 픽셀들 모두에 상기 오브젝트로부터 반사된 광에 따른 전기적 신호가 검출되며, 상기 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 전기적 신호가 검출된 제1 단위 컬러 픽셀의 상기 픽셀 어레이 상에서의 2차원 좌표값과 상기 제1 단위 컬러 픽셀에 의해 검출된 컬러값은 상기 대상 오브젝트의 3차원 형상을 검출하는 데 사용되고, 상기 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 전기적 신호가 검출된 제2 단위 컬러 픽셀의 상기 픽셀 어레이 상에서의 2차원 좌표값과 상기 제2 단위 컬러 픽셀에 의해 검출된 컬러값은 상기 오브젝트에 대한 2차원 이미지를 생성하는 데 사용된다.Scanner according to an embodiment, the scanner for scanning the three-dimensional shape of the object, the light source; An optical system capable of changing a state according to an electrical signal and changing an optical characteristic according to the state change; And an optical sensor in which unit color pixels including at least R pixels, G pixels, and B pixels are arranged in the form of a two-dimensional array having an N × M shape, and when the scanner operates in a first mode, When only some of the N x M unit color pixels included in the two-dimensional array of sensors detect an electrical signal according to the light reflected from the target object, and the scanner operates in the second mode, An electrical signal according to the light reflected from the object is detected in all of the N x M unit color pixels included in the dimensional array, and when operated in the first mode, the electrical signal is detected. The two-dimensional coordinate value on the pixel array and the color value detected by the first unit color pixel are used to detect a three-dimensional shape of the target object, and in the second mode. In operation, the two-dimensional coordinate value on the pixel array of the second unit color pixel from which the electrical signal is detected and the color value detected by the second unit color pixel are used to generate a two-dimensional image for the object. Used.
실시 예에 따른 스캐너는 적어도 제1 파장 및 제2 파장을 포함하는 제1 광을 출력하는 광원; 상기 제1 광을 전달받아 상기 제1 광의 색수차를 유발하여 제2 광을 출력하는 렌즈-상기 제2 광은 서로 다른 초점 깊이를 가지는 적어도 제3 광 및 제4 광을 포함하고, 상기 제3 광은 상기 제1 파장에 의해 유발되고, 상기 제4 광은 상기 제2 파장에 의해 유발됨-; 및 전기신호에 의해 적어도 제1 상태 및 제2 상태를 포함하는 다수의 상태 사이에서 상태가 변경되는 광학계를 포함하고, 상기 광학계는, 상기 제1 상태에 있는 경우 상기 제2 광의 색수차를 보상한 제5 광을 생성하여, 오브젝트로 전달하고, 상기 제5 광은 적어도 제6 광 및 제7 광을 포함하고, 상기 제6 광 및 제7 광의 초점 깊이의 차이는 상기 제3 광 및 제4 광의 초점 깊이의 차이보다 작다.According to an embodiment, a scanner may include: a light source configured to output first light including at least a first wavelength and a second wavelength; A lens for receiving the first light and causing a chromatic aberration of the first light to output the second light. The second light includes at least third and fourth light having different focal depths, and the third light Is caused by the first wavelength and the fourth light is caused by the second wavelength; And an optical system whose state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal, wherein the optical system is configured to compensate for chromatic aberration of the second light when in the first state. Generates light and transmits it to the object, wherein the fifth light includes at least sixth and seventh lights, and a difference in focal depth of the sixth and seventh lights is a focal point of the third and fourth lights Less than the difference in depth
상기 제6광 및 제7광의 초점 깊이는 동일할 수 있다.The depth of focus of the sixth and seventh lights may be the same.
상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 상기 광학계는 상기 제2 광을 오브젝트로 전달할 수 있다.When the optical system is in the second state, the optical system may transmit the second light to the object.
상기 렌즈는 물리렌즈일 수 있다.The lens may be a physical lens.
상기 렌즈는 프레넬 렌즈일 수 있다.The lens may be a Fresnel lens.
상기 광학계는 액정 렌즈일 수 있다.The optical system may be a liquid crystal lens.
상기 광학계의 표면형상은 상기 전기 신호의 인가여부와 관계없이 일정하게 유지될 수 있다.The surface shape of the optical system may be kept constant regardless of whether the electrical signal is applied.
상기 광학계는 제1 상태에 있는 경우 오목렌즈와 동일한 광학적 특성을 가질 수 있다.The optical system may have the same optical characteristics as the concave lens when in the first state.
상기 광학계는 제2 상태에 있는 경우 광원으로부터의 광의 광학적 특성의 변경없이 출력할 수 있다.The optical system can output without changing the optical characteristics of the light from the light source when in the second state.
상기 오브젝트로부터 반사된 광을 검출하는 디텍터; 및 상기 광학계 및 디텍터를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.A detector for detecting light reflected from the object; And a controller for controlling the optical system and the detector.
상기 제어부는 상기 광학계를 제1 상태로 제어하고, 상기 디텍터에 의해 수광되는 광을 통해 상기 오브젝트의 색상정보를 생성할 수 있다.The controller may control the optical system to a first state and generate color information of the object through light received by the detector.
상기 제어부는 상기 광학계를 제2 상태로 제어하고, 상기 디텍터에 의해 수광되는 광을 통해 상기 오브젝트의 형상정보를 생성할 수 있다.The controller may control the optical system to a second state and generate shape information of the object through light received by the detector.
상기 제어부는 상기 디텍터에 의해 수광되는 광을 통해 미리보기 정보를 생성할 수 있다.The controller may generate preview information through light received by the detector.
상기 광학계는 제1 상태 및 제2 상태가 교번하여 변경되도록 제어될 수 있다.The optical system may be controlled such that the first state and the second state are alternately changed.
실시 예에 따른 스캐너는, 적어도 제1 파장 및 제2 파장을 포함하는 제1 광을 출력하는 광원; 상기 제1 광의 제1 파장을 제1 초점을 가지는 제2 광으로 변경하고, 제1 광의 제2 파장을 제2 초점을 가지는 제3 광으로 변경하는 렌즈; 전기신호에 의해 적어도 제1 상태 및 제2 상태를 포함하는 다수의 상태 사이에서 상태가 변경되는 광학계; 오브젝트로부터 반사되는 광을 수광하는 디텍터; 및 상기 광학계 및 디텍터를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 광학계가 제1 상태인 경우 상기 오브젝트의 색상정보를 생성하고, 상기 광학계가 제2 상태인 경우 상기 오브젝트의 표면정보를 생성한다.According to an embodiment, a scanner may include a light source configured to output first light including at least a first wavelength and a second wavelength; A lens for changing the first wavelength of the first light to the second light having the first focus and the second wavelength of the first light to the third light having the second focus; An optical system whose state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal; A detector for receiving light reflected from the object; And a controller for controlling the optical system and the detector, wherein the controller generates color information of the object when the optical system is in the first state, and generates surface information of the object when the optical system is in the second state. .
상기 광학계가 제1 상태인 경우 상기 광학계는 상기 제2 광 및 제3 광의 색수차를 보상할 수 있다.When the optical system is in the first state, the optical system may compensate for chromatic aberration of the second light and the third light.
상기 광학계가 제1 상태인 경우 오목렌즈와 대응되는 광학적 특성을 가질 수 있다.When the optical system is in the first state, the optical system may have optical characteristics corresponding to that of the concave lens.
상기 광학계가 제2 상태인 경우 상기 광학계는 상기 제2 광 및 제3 광을 입력받아 제2 광 및 제3 광을 출력할 수 있다.When the optical system is in the second state, the optical system may receive the second light and the third light and output the second light and the third light.
상기 광학계가 제2 상태인 경우 상기 광학계는 글래스의 광학적 특성을 가질 수 있다.When the optical system is in the second state, the optical system may have optical characteristics of glass.
상기 광학계는 액정렌즈일 수 있다.The optical system may be a liquid crystal lens.
실시 예에 따른 스캐너는, 오브젝트로부터 반사되는 광을 수광하여 신호를 생성하는 디텍터; 전기신호에 의해 적어도 제1 상태 및 제2 상태를 포함하는 다수의 상태 사이에서 상태가 변경되는 광학계; 및 상기 디텍터 및 광학계를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 제1 특성을 가지는 광이 상기 광학계에 입사되고, 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 제2 특성을 가지는 광이 상기 광학계에 입사되며, 상기 제1 특성을 가지는 광은 점광이 확산된 형태이다.According to an embodiment, a scanner may include a detector configured to receive light reflected from an object and generate a signal; An optical system whose state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal; And a control unit for controlling the detector and the optical system, wherein light having a first characteristic is incident on the optical system when the optical system is in a first state, and light having a second characteristic when the optical system is in a second state. The light incident on the optical system and having the first characteristic is a form in which point light is diffused.
상기 제2 특성을 가지는 광은 면광형태일 수 있다.The light having the second characteristic may be in the form of surface light.
상기 광학계로 광을 조사하는 광원; 및 상기 광원과 광학계 사이에 위치하여 광의 특성을 변경하는 핀홀 어레이를 더 포함할 수 있다.A light source for irradiating light with the optical system; And a pinhole array positioned between the light source and the optical system to change a characteristic of light.
상기 핀홀 어레이는 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 점광을 출력할 수 있다.The pinhole array may output point light when the optical system is in the first state.
상기 핀홀 어레이는 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 면광을 출력할 수 있다.The pinhole array may output surface light when the optical system is in the second state.
상기 핀홀 어레이는 액정패널일 수 있다.The pinhole array may be a liquid crystal panel.
상기 핀홀 어레이는 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 차광영역이 생성되어 핀홀이 정의될 수 있다.When the optical system is in the first state, the pinhole array may generate a light blocking region to define a pinhole.
상기 핀홀 어레이는 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 핀홀이 제거되고 글래스와 대응되는 광학적 특성을 가질 수 있다.When the optical system is in the second state, the pinhole array may have optical characteristics corresponding to that of the pinhole is removed and the glass.
상기 광원과 상기 핀홀 어레이 사이에 위치하여 상기 광원으로부터의 광의 경로를 변경하여 상기 핀홀 어레이 방향으로 다수의 초점을 가지는 광을 출력하는 렌즈 어레이를 더 포함할 수 있다.The lens array may further include a lens array positioned between the light source and the pinhole array to change a path of light from the light source to output light having a plurality of focal points toward the pinhole array.
상기 광학계로 광을 조사하는 제1 보조 광원을 더 포함하고, 상기 제1 보조 광원은 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 면광을 상기 광학계로 출력할 수 있다.The light source may further include a first auxiliary light source that emits light to the optical system, and the first auxiliary light source may output surface light to the optical system when the optical system is in a second state.
상기 광원과 제1 보조 광원은 서로 교번하여 점멸될 수 있다.The light source and the first auxiliary light source may alternately flash.
상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 상기 광원은 턴온되고, 상기 제1 보조 광원은 턴 오프되며, 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 상기 광원은 턴오프되고, 상기 제1보조 광원은 턴온될 수 있다.When the optical system is in the first state, the light source is turned on, the first auxiliary light source is turned off, when the optical system is in the second state, the light source is turned off, and the first auxiliary light source is turned on. have.
상기 오브젝트로 광을 조사하는 제2 보조 광원을 포함하고, 상기 제 2 보조 광원은 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 상기 오브젝트로 광을 출력할 수 있다.And a second auxiliary light source that emits light to the object, wherein the second auxiliary light source outputs light to the object when the optical system is in a second state.
상기 광원과 상기 제2 보조 광원은 서로 교번하여 점멸될 수 있다.The light source and the second auxiliary light source may alternately flash.
상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 상기 광원은 턴온되고, 상기 제2 보조 광원은 턴 오프되며, 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 상기 광원은 턴 오프되고, 상기 제2 보조 광원은 턴온될 수 있다.When the optical system is in the first state, the light source is turned on, the second auxiliary light source is turned off, when the optical system is in the second state, the light source is turned off, and the second auxiliary light source is turned on. have.
상기 제2 보조 광원은 상기 스캐너의 선단부에 위치할 수 있다.The second auxiliary light source may be located at the front end of the scanner.
상기 제2 보조 광원은 청색 파장영역의 광을 출력할 수 있다.The second auxiliary light source may output light in a blue wavelength region.
상기 제2 보조 광원은 QLF(Quantitative Light-induced Fluorescence)광을 출력할 수 있다.The second auxiliary light source may output quantitative light-induced fluorescence (QLF) light.
상기 제어부는 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 치아 우식증을 검출할 수 있다.The controller may detect dental caries when the optical system is in the second state.
실시 예에 따른 스캐너는, 광을 출력하는 광원; 상기 광원으로부터 출력된 광의 특성을 변경하는 핀홀 어레이; 상기 핀홀 어레이로부터의 광의 초점을 변경하는 광학계; 및 상기 핀홀 어레이 및 광학계를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 제1 모드에서 상기 핀홀 어레이에서 점광이 출력되도록 제어하고, 상기 광학계가 볼록렌즈에 대응되는 특성을 가지도록 제어한다.Scanner according to the embodiment, the light source for outputting light; A pinhole array for changing a characteristic of light output from the light source; An optical system for changing a focus of light from the pinhole array; And a controller for controlling the pinhole array and the optical system, wherein the controller controls the point light to be output from the pinhole array in the first mode, and controls the optical system to have a characteristic corresponding to the convex lens.
상기 제어부는 제2 모드에서 상기 핀홀 어레이에서 면광이 출력되도록 제어하고, 상기 광학계가 글래스에 대응되는 특성을 가지도록 제어할 수 있다.The controller may control the surface light to be output from the pinhole array in the second mode, and control the optical system to have a characteristic corresponding to glass.
상기 제어부는 제3 모드에서 상기 핀홀 어레이에서 면광이 출력되도록 제어하고, 상기 광학계가 오목렌즈에 대응되는 특성을 가지도록 제어할 수 있다.The controller may control the surface light to be output from the pinhole array in the third mode, and control the optical system to have characteristics corresponding to the concave lens.
실시 예에 따른 스캐너는, 광을 출력하는 광원; 상기 광원으로부터 출력되는 광을 점광형태로 출력하는 핀홀 어레이; 면광을 출력하는 보조 광원; 상기 핀홀 어레이 또는 상기 보조 광원으로부터의 광의 초점을 변경하는 광학계; 및 상기 광원 및 보조 광원을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 제1 모드에서 상기 광원을 점등하고, 상기 광학계가 볼록렌즈에 대응되는 특성을 가지도록 제어한다.Scanner according to the embodiment, the light source for outputting light; A pinhole array configured to output light output from the light source in the form of point light; An auxiliary light source for outputting surface light; An optical system for changing a focus of light from the pinhole array or the auxiliary light source; And a control unit controlling the light source and the auxiliary light source, wherein the control unit turns on the light source in a first mode and controls the optical system to have a characteristic corresponding to the convex lens.
상기 제어부는 제2 모드에서 상기 보조 광원을 점등하고, 상기 광학계가 글래스에 대응되는 특성을 가지도록 제어할 수 있다.The controller may turn on the auxiliary light source in a second mode and control the optical system to have a characteristic corresponding to glass.
상기 제어부는 제3 모드에서 상기 보조 광원을 점등하고, 상기 광학계가 오목렌즈에 대응되는 특성을 가지도록 제어할 수 있다.The controller may turn on the auxiliary light source in the third mode and control the optical system to have a characteristic corresponding to the concave lens.
실시 예에 따른 스캐너는, 광을 출력하는 광원; 상기 광원으로부터 출력되는 광을 점광형태로 출력하는 핀홀 어레이; 상기 핀홀 어레이로부터의 광의 초점을 변경하여 오브젝트로 출력하는 광학계; 상기 오브젝트로 광을 조사하는 보조 광원; 및 상기 광원 및 보조 광원을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 제1 모드에서 상기 광원을 점등하고, 상기 광학계가 볼록렌즈에 대응되는 특성을 가지도록 제어한다.Scanner according to the embodiment, the light source for outputting light; A pinhole array configured to output light output from the light source in the form of point light; An optical system for changing a focus of light from the pinhole array and outputting the object to an object; An auxiliary light source for emitting light to the object; And a control unit controlling the light source and the auxiliary light source, wherein the control unit turns on the light source in a first mode and controls the optical system to have a characteristic corresponding to the convex lens.
상기 제어부는 제2 모드에서 상기 보조 광원을 점등하고, 상기 광학계가 글래스에 대응되는 특성을 가지도록 제어할 수 있다.The controller may turn on the auxiliary light source in a second mode and control the optical system to have a characteristic corresponding to glass.
상기 보조 광원은 QLF(Quantitative Light-induced Fluorescence)광을 출력할 수 있다.The auxiliary light source may output quantitative light-induced fluorescence (QLF) light.
이하에서는 도면을 참조하여 실시 예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.
1. 시스템 구성1. System Configuration
도 2는 본 발명의 실시 예들과 관련된 스캐너 및 상기 스캐너와 연동되는 전자기기 등을 포함하는 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a system including a scanner and an electronic device interoperating with the scanner, according to embodiments of the present disclosure.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은 스캐너(1000) 및 전자기기(2000)를 포함할 수 있다.2, a system according to an embodiment of the present invention may include a scanner 1000 and an electronic device 2000.
상기 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300) 및 제1 제어부(1400)를 포함할 수 있다. 상기 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300) 및 제1 제어부(1400)는 바디부(1010) 내부에 위치할 수 있다. 상기 바디부(1010)는 상기 스캐너(1000)의 외형을 제공할 수 있다.The scanner 1000 may include an optical system 1100, a light source 1200, a detector 1300, and a first control unit 1400. The optical system 1100, the light source 1200, the detector 1300, and the first controller 1400 may be located inside the body portion 1010. The body portion 1010 may provide an appearance of the scanner 1000.
상기 스캐너(1000)는 오브젝트로 광을 조사하고, 상기 오브젝트를 통해 반사되는 광을 통해 상기 오브젝트의 표면정보 및 색상정보를 얻을 수 있다.The scanner 1000 may irradiate light onto an object and obtain surface information and color information of the object through light reflected through the object.
상기 광원(1200)은 상기 광학 시스템(1100)으로 광을 조사하며 백색광을 전달할 수 있다. 상기 광원(1200)은 형광등 또는 LED일 수 있다.The light source 1200 may radiate light to the optical system 1100 and transmit white light. The light source 1200 may be a fluorescent lamp or an LED.
상기 광학 시스템(1100)은 상기 광원(1200)으로부터 전달된 광을 직접 또는 변환하여 상기 오브젝트로 전달할 수 있다. 상기 광학 시스템(1100)은 상기 광원(1200)으로부터 전달된 광의 초점 깊이, 색수차 및/또는 경로를 조정하여 상기 오브젝트로 전달할 수 있다.The optical system 1100 may directly or convert the light transmitted from the light source 1200 to the object. The optical system 1100 may adjust the focal depth, chromatic aberration, and / or path of the light transmitted from the light source 1200 and transmit the adjusted depth to the object.
상기 광학 시스템(1100)은 상기 오브젝트로부터 반사된 광을 상기 디텍터(1300)로 전달할 수 있다. 상기 오브젝트로 조사된 광의 적어도 일부는 상기 오브젝트에 의해 반사되어 상기 광학 시스템(1100)을 통해 상기 디텍터(1300)로 전달될 수 있다.The optical system 1100 may transfer the light reflected from the object to the detector 1300. At least a portion of the light irradiated to the object may be reflected by the object and transmitted to the detector 1300 through the optical system 1100.
상기 디텍터(1300)는 상기 광학 시스템(1100)을 통해 전달된 광을 전기신호로 변환하여 상기 제1 제어부(1400)로 전달할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 컬러를 감지할 수 있는 컬러센서일 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 CMOS 또는 CCD일 수 있다. 상기 디텍터(1300)에 의해 생성된 전기신호는 상기 제1 제어부(1400)로 전달될 수 있다.The detector 1300 may convert the light transmitted through the optical system 1100 into an electrical signal and transmit the converted light to the first controller 1400. The detector 1300 may be a color sensor capable of detecting color. The detector 1300 may be a CMOS or a CCD. The electrical signal generated by the detector 1300 may be transmitted to the first controller 1400.
상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)로부터 전달받은 전기신호를 이용하여 표면정보 및/또는 색상정보를 생성할 수 있다. 상기 표면정보는 상기 오브젝트의 표면에 대한 입체영상일 수 있다. 상기 색상정보는 상기 입체영상의 표면에 대응되는 색상정보일 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 입체영상과 색상정보를 조합하여 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상을 생성할 수 있다.The first control unit 1400 may generate surface information and / or color information by using the electric signal received from the detector 1300. The surface information may be a stereoscopic image of the surface of the object. The color information may be color information corresponding to the surface of the stereoscopic image. The first controller 1400 may generate a stereoscopic image of an object having color by combining the stereoscopic image and color information.
상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학 시스템(1100), 광원(1200) 및 디텍터(1300)를 제어할 수 있다.The first controller 1400 may control the optical system 1100, the light source 1200, and the detector 1300.
상기 제1 제어부(1400)는 상기 광원(1200)의 발광 타이밍을 제어할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학 시스템(1100)을 제어하여 표면정보 및/또는 색상정보를 생성할 수 있다.The first controller 1400 may control the light emission timing of the light source 1200. The first controller 1400 may control the optical system 1100 to generate surface information and / or color information.
상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학 시스템(1100)이 상기 오브젝트 방향으로 출력하는 광의 초점거리 및/또는 색수차를 조절하거나 광의 경로를 변경하도록 제어할 수 있다.The first controller 1400 may control the optical system 1100 to adjust the focal length and / or chromatic aberration of the light output toward the object or to change the path of the light.
상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)의 리드 아웃 타이밍을 제어할 수 있다.The first controller 1400 may control the readout timing of the detector 1300.
상기 스캐너(1000)는 상기 전자기기(2000)와 무선 또는 유선으로 연결될 수 있다. 이때, 상기 스캐너(1000) 및 상기 전자기기(2000)는 통신모듈(미도시)을 포함할 수 있다.The scanner 1000 may be connected to the electronic device 2000 by wireless or wired. In this case, the scanner 1000 and the electronic device 2000 may include a communication module (not shown).
상기 전자기기(2000)는 제2 제어부(2100) 및 표시부(2200)를 포함할 수 있다. 상기 제2 제어부(2100)는 상기 스캐너(1000)로부터 전달되는 표면정보 및/또는 색상정보, 또는 입체영상 및/또는 색상정보가 상기 표시부(2200)에 표시되도록 제어할 수 있다. 상기 제2 제어부(2100)는 상기 스캐너(1000)로부터 전달되는 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상이 상기 표시부(2200)에 표시되도록 제어할 수 있다. 상기 제2 제어부(2100)는 상기 스캐너(1000)로부터 표면정보와 색상정보를 전달받아 이를 조합하여 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상을 생성하여 상기 표시부(2200)에 표시할 수 있다.The electronic device 2000 may include a second control unit 2100 and a display unit 2200. The second controller 2100 may control surface information and / or color information, or stereoscopic image and / or color information transmitted from the scanner 1000 to be displayed on the display unit 2200. The second controller 2100 may control to display a stereoscopic image of an object having a color transmitted from the scanner 1000 on the display unit 2200. The second controller 2100 may receive surface information and color information from the scanner 1000, generate a stereoscopic image of an object having a color by combining the surface information, and display the color information on the display unit 2200.
상기 제2 제어부(2100)는 생략될 수도 있다. 상기 제2 제어부(2100)가 생략되는 경우 상기 제1 제어부(1400)가 표면정보와 색상정보를 조합하여 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상이 상기 표시부(2200)에 표시되도록 제어할 수도 있다.The second control unit 2100 may be omitted. When the second control unit 2100 is omitted, the first control unit 1400 may control the display unit 2200 to display a stereoscopic image of an object having a color by combining surface information and color information.
상기 제1 제어부(1400)는 생략될 수도 있다. 상기 제1 제어부(1400)가 생략되는 경우 상기 제2 제어부(2100)가 상기 스캐너(1000)의 광학시스템(1100), 광원(1200) 및 디텍터(1300)를 제어할 수 있다.The first control unit 1400 may be omitted. When the first control unit 1400 is omitted, the second control unit 2100 may control the optical system 1100, the light source 1200, and the detector 1300 of the scanner 1000.
상기 제2 제어부(2100)는 상기 광원(1200)의 발광 타이밍을 제어할 수 있다. 상기 제2 제어부(2100)는 상기 디텍터(1300)로부터 전기신호를 직접 전달받고, 전달받은 전기신호를 이용하여 표면정보 및/또는 색상정보를 생성할 수 있다.The second controller 2100 may control the light emission timing of the light source 1200. The second control unit 2100 may directly receive an electrical signal from the detector 1300 and generate surface information and / or color information using the received electrical signal.
상기 제2 제어부(2100)는 상기 디텍터로부터 전달받은 전기신호를 이용하여 상기 표시부(2200)를 통해 입체영상 및/또는 상기 입체영상의 표면에 대응되는 색상정보를 출력할 수 있다. 상기 제2 제어부(2100)는 상기 디텍터로부터 전달받은 전기신호를 조합하여 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상을 상기 표시부(2200)를 통해 출력할 수 있다.The second control unit 2100 may output color information corresponding to a stereoscopic image and / or a surface of the stereoscopic image through the display unit 2200 using the electric signal received from the detector. The second control unit 2100 may output a stereoscopic image of an object having a color through the display unit 2200 by combining the electrical signals received from the detector.
2. 제1 실시 예2. First embodiment
(1) 스캐너 구조(1) scanner structure
도 3은 제1 실시 예에 따른 스캐너의 구조를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a structure of a scanner according to a first embodiment.
도 3을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 제1 광경로 변환부(1201) 및 디텍터(1300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the scanner 1000 according to the first embodiment may include an optical system 1100, a light source 1200, a first optical path converter 1201, and a detector 1300.
상기 광학 시스템(1100)은 광학계(1500), 제2 광경로 변환부(1501), 빔스플리터(1600) 및 미러(1700)를 포함할 수 있다.The optical system 1100 may include an optical system 1500, a second optical path converter 1501, a beam splitter 1600, and a mirror 1700.
상기 광원(1200), 제1 광경로 변환부(1201), 빔스플리터(1600), 광학계(1500) 제2 광경로 변환부(1501) 및 미러(1700)는 가로축(x)에 정렬될 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 제1 세로축(y1)에 정렬될 수 있고, 상기 오브젝트(y2)는 상기 제2 세로축(y2)에 정렬될 수 있다. 상기 가로축(x)은 상기 제1 세로축(y1) 및 제2 세로축(y2)에 수직하는 축일 수 있다. 상기 제1 세로축(y1)과 제2 세로축(y2)은 서로 평행할 수 있다.The light source 1200, the first optical path converter 1201, the beam splitter 1600, the optical system 1500, the second optical path converter 1501, and the mirror 1700 may be aligned with the horizontal axis x. . The detector 1300 may be aligned with a first vertical axis y1, and the object y2 may be aligned with the second vertical axis y2. The horizontal axis x may be an axis perpendicular to the first vertical axis y1 and the second vertical axis y2. The first vertical axis y1 and the second vertical axis y2 may be parallel to each other.
상기 광원(1200)은 가로축(x)의 일측 끝단에 배치될 수 있다. 상기 광원(1200)의 중심은 상기 가로축(x)을 지날 수 있다. 상기 광원(1200)은 상기 가로축(x)의 수직방향으로 위치할 수 있다. 상기 광원(1200)의 출광영역의 중심은 상기 가로축(x)과 대응하거나 상기 가로축(x)과 일치할 수 있다. 상기 광원(1200)은 상기 광학 시스템(1100) 방향으로 백색광을 조사할 수 있다.The light source 1200 may be disposed at one end of the horizontal axis x. The center of the light source 1200 may pass through the horizontal axis x. The light source 1200 may be positioned in the vertical direction of the horizontal axis x. The center of the light emission area of the light source 1200 may correspond to the horizontal axis x or coincide with the horizontal axis x. The light source 1200 may radiate white light toward the optical system 1100.
상기 제1 광경로 변환부(1201)는 상기 광원(1200)과 상기 빔스플리터(1600) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 광경로 변환부(1201)는 입사되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 상기 제1 광경로 변환부(1201)는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1 광경로 변환부(1201)는 상기 광원(1200)으로부터 조사된 광의 경로를 변경하여 상기 빔스플리터(1600)로 전달할 수 있다.The first light path converting unit 1201 may be disposed between the light source 1200 and the beam splitter 1600. The first optical path converter 1201 may change a path of incident light. The first optical path converting unit 1201 may include at least one lens. The first optical path converting unit 1201 may change the path of the light irradiated from the light source 1200 and transmit the changed light path to the beam splitter 1600.
상기 빔스플리터(1600)는 상기 광원(1200)으로부터 출력되는 광의 진행방향 상에 배치될 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)는 중심축이 상기 가로축(x) 상에 위치하도록 배치될 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)는 광원(1600)으로부터 입사되는 광을 투과시키고, 상기 광원(1600) 방향으로 입사되는 광을 반사시킬 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)는 반투명거울로 구성될 수도 있다.The beam splitter 1600 may be disposed on a traveling direction of light output from the light source 1200. The beam splitter 1600 may be disposed such that a central axis is positioned on the horizontal axis x. The beam splitter 1600 may transmit light incident from the light source 1600 and reflect light incident in the direction of the light source 1600. The beam splitter 1600 may be formed of a translucent mirror.
상기 광학계(1500)는 상기 빔스플리터(1600)와 인접하는 영역에 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학계(1500)는 상기 빔스플리터(1600)와 상기 미러(1700) 사이에 배치될 수 있다.The optical system 1500 may be disposed in an area adjacent to the beam splitter 1600. That is, the optical system 1500 may be disposed between the beam splitter 1600 and the mirror 1700.
상기 광학계(1500)는 상기 광원(1200)으로부터의 광을 변환하여 상기 미러(1700)로 출력할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 광원(1200)으로부터의 광의 초점거리, 색수차및/또는 경로를 조절할 수 있다.The optical system 1500 may convert light from the light source 1200 and output the converted light to the mirror 1700. The optical system 1500 may adjust a focal length, chromatic aberration, and / or path of light from the light source 1200.
상기 광학계(1500)는 전기신호에 의해 상태가 변경될 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 전기신호에 의해 투과되는 광을 변경하거나 상기 광원(1200)으로부터의 광의 초점거리, 색수차 및/또는 광의 경로를 조절할 수 있다.The optical system 1500 may be changed in state by an electrical signal. The optical system 1500 may change light transmitted by the electrical signal or adjust a focal length, chromatic aberration, and / or path of light from the light source 1200.
상기 광학계(1500)는 액정렌즈 또는 액체렌즈일 수 있다. 상기 광학계(1500)에 대한 설명은 이후에 상세하게 설명하기로 한다.The optical system 1500 may be a liquid crystal lens or a liquid lens. The optical system 1500 will be described in detail later.
상기 제2 광경로 변환부(1501)는 상기 광학계(1500)와 상기 미러(1700) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 광경로 변환부(1501)는 입사되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 상기 제2 광경로 변환부(1501)는 상기 광학계(1500)로부터의 광의 경로를 변경하여 상기 미러(1700)로 전달할 수 있다. 상기 제2 광경로 변환부(1501)는 상기 미러(1700)로부터의 광의 경로를 변경하여 상기 광학계(1500)로 전달할 수 있다.The second light path conversion unit 1501 may be disposed between the optical system 1500 and the mirror 1700. The second optical path converter 1501 may change a path of incident light. The second optical path conversion unit 1501 may change the path of the light from the optical system 1500 and transmit the changed light path to the mirror 1700. The second optical path conversion unit 1501 may change the path of the light from the mirror 1700 and transmit it to the optical system 1500.
상기 미러(1700)는 상기 광학계(1500)로부터의 광을 반사시켜 오브젝트로 전달할 수 있다. 상기 미러(1700)는 상기 가로축(x)과 각도를 가지도록 기울어져 위치할 수 있다. 상기 미러(1700)의 입광면은 상기 가로축(x)과 45도의 각도를 가지도록 기울어져 위치할 수 있다. 상기 가로축(x)은 상기 광원(1200)으로부터 진행하는 광의 중심과 동일하므로, 상기 미러(1700)는 상기 가로축(x)로부터 기울어져 위치할 수 있다.The mirror 1700 may reflect light from the optical system 1500 and transmit the reflected light to the object. The mirror 1700 may be inclined to have an angle with the horizontal axis x. The light incident surface of the mirror 1700 may be inclined at an angle of 45 degrees with the horizontal axis x. Since the horizontal axis x is the same as the center of the light traveling from the light source 1200, the mirror 1700 may be inclined from the horizontal axis x.
상기 미러(1700)는 상기 제2 세로축(y2)으로부터 기울어져 위치할 수 있다. 상기 미러(1700)와 상기 제2 세로축(y2)의 사이각은 45도일 수 있다.The mirror 1700 may be inclined from the second vertical axis y2. An angle between the mirror 1700 and the second vertical axis y2 may be 45 degrees.
상기 광학계(1500)로부터의 광은 상기 미러(1700)에 의해 반사되어 오브젝트로 입사된다. 상기 오브젝트에 의해 반사된 광의 일부는 상기 제2 세로축(y2)을 따라 상기 미러(1700)로 입사된다. 상기 미러는 상기 오브젝트로부터 반사된 광을 반사하여 상기 광학계(1500)로 전달한다.Light from the optical system 1500 is reflected by the mirror 1700 and is incident on the object. A portion of the light reflected by the object is incident on the mirror 1700 along the second vertical axis y2. The mirror reflects the light reflected from the object and transmits the reflected light to the optical system 1500.
상기 광학계(1500)는 상기 미러(1700)로부터 입사된 광을 상기 빔스플리터(1600)로 전달한다. 상기 광학계(1500)는 상기 미러(1700)로부터 입사된 광의 초점거리, 색수차 및/또는 경로를 조절할 수 있다.The optical system 1500 transmits the light incident from the mirror 1700 to the beam splitter 1600. The optical system 1500 may adjust a focal length, chromatic aberration, and / or path of light incident from the mirror 1700.
상기 빔스플리터(1600)는 상기 광학계(1500)로부터 전달된 광을 반사시켜 상기 디텍터(1300)로 전달할 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)에 의해 반사된 광은 상기 제1 세로축(y1)을 따라 진행하여 상기 디텍터에 입사될 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)와 상기 가로축(x)과의 사이각은 45도일 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)와 상기 제1 세로축(y1)의 사이각은 45도일 수 있다.The beam splitter 1600 may reflect light transmitted from the optical system 1500 and transmit the reflected light to the detector 1300. Light reflected by the beam splitter 1600 may travel along the first vertical axis y1 and be incident to the detector. An angle between the beam splitter 1600 and the horizontal axis x may be 45 degrees. An angle between the beam splitter 1600 and the first vertical axis y1 may be 45 degrees.
상기 빔스플리터(1600)와 상기 디텍터(1300) 사이에는 별도의 광경로 변환부가 위치할 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)와 상기 디텍터(1300) 사이의 광경로 변환부가 위치하는 경우 상기 빔스플리터(1600)로부터의 광은 경로가 변경되어 상기 디텍터(1300)로 조사될 수 있다.A separate optical path converting unit may be located between the beam splitter 1600 and the detector 1300. When the optical path conversion unit between the beam splitter 1600 and the detector 1300 is located, the light from the beam splitter 1600 may be changed and irradiated to the detector 1300.
상기 디텍터(1300)는 상기 빔스플리터(1600)로부터 입사되는 광을 전기신호로 변환할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 컬러를 감지하는 컬러센서일 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 다수의 셀을 가지는 매트릭스 형태로 구성될 수 있다. 즉, 상기 디텍터(1300)는 NxM의 셀을 가지는 어레이 형태로 구성될 수 있다. 상기 디텍터는 R픽셀, G픽셀 및 B픽셀을 포함할 수 있다.The detector 1300 may convert light incident from the beam splitter 1600 into an electrical signal. The detector 1300 may be a color sensor that detects color. The detector 1300 may be configured in a matrix form having a plurality of cells. That is, the detector 1300 may be configured in the form of an array having NxM cells. The detector may include R pixels, G pixels, and B pixels.
(2) 광원(2) light source
1) 광원의 기본형태1) Basic form of light source
도 4는 제1 실시 예에 따른 광원을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a light source according to a first embodiment.
도 4를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 광원(1200)은 베이스(1210), 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240) 및 확산판(1250)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the light source 1200 according to the first embodiment may include a base 1210, first to third light sources 1220, 1230, and 1240, and a diffusion plate 1250.
상기 베이스(1210)는 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)을 고정하며 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)에 전원을 공급할 수 있다.The base 1210 may fix the first to third light sources 1220, 1230, and 1240 and may supply power to the first to third light sources 1220, 1230, and 1240.
상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)은 상기 베이스(1210) 상에 위치하여 부착될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)은 상기 베이스(1210)로부터 전원을 공급받아 발광할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)은 서로 다른 파장영역의 광을 출력할 수 있다.The first to third light sources 1220, 1230, and 1240 may be positioned and attached to the base 1210. The first to third light sources 1220, 1230, and 1240 may emit light by receiving power from the base 1210. The first to third light sources 1220, 1230, and 1240 may output light of different wavelength regions.
상기 제1 광원(1220)은 특정 파장영역의 광을 출력할 수 있다. 상기 제1 광원(1220)은 청색파장영역을 포함하는 광을 출력할 수 있다. 상기 제1 광원(1220)은 가시광선 파장 중 청색파장영역 내에 최대 출력을 가지는 광을 출력할 수 있다.The first light source 1220 may output light of a specific wavelength region. The first light source 1220 may output light including a blue wavelength region. The first light source 1220 may output light having a maximum output in the blue wavelength region among the visible light wavelengths.
상기 제1 광원(1220)은 제1 광원 기판(1221) 및 제1 발광 다이오드(1223)를 포함할 수 있다. 상기 제1 발광 다이오드(1223)는 상기 제1 광원 기판(1221)에 실장될 수 있다. 상기 제1 발광 다이오드(1223)는 상기 제1 광원 기판(1221)으로부터 전원을 공급받아 발광할 수 있다. 상기 제1 발광 다이오드(1223)는 청색 LED일 수 있다.The first light source 1220 may include a first light source substrate 1221 and a first light emitting diode 1223. The first light emitting diode 1223 may be mounted on the first light source substrate 1221. The first light emitting diode 1223 may receive power from the first light source substrate 1221 and emit light. The first light emitting diode 1223 may be a blue LED.
상기 제2 광원(1230)은 특정 파장영역의 광을 출력할 수 있다. 상기 제2 광원(1230)은 녹색파장영역을 포함하는 광을 출력할 수 있다. 상기 제2 광원(1230)은 가시광선 파장 중 녹색파장영역 내에 최대 출력을 가지는 광을 출력할 수 있다.The second light source 1230 may output light of a specific wavelength region. The second light source 1230 may output light including the green wavelength region. The second light source 1230 may output light having the maximum output in the green wavelength region among the visible light wavelengths.
상기 제2 광원(1230)은 제2 광원 기판(1231) 및 제2 발광 다이오드(1233)를 포함할 수 있다. 상기 제2 발광 다이오드(1233)는 상기 제2 광원 기판(1231)에 실장될 수 있다. 상기 제2 발광 다이오드(1233)는 상기 제2 광원 기판(1231)으로부터 전원을 공급받아 발광할 수 있다. 상기 제2 발광 다이오드(1233)는 녹색 LED일 수 있다.The second light source 1230 may include a second light source substrate 1231 and a second light emitting diode 1233. The second light emitting diode 1233 may be mounted on the second light source substrate 1231. The second light emitting diode 1233 may receive power from the second light source substrate 1231 and emit light. The second light emitting diode 1233 may be a green LED.
상기 제3 광원(1240)은 특정 파장영역의 광을 출력할 수 있다. 상기 제3 광원(1240)은 적색파장을 포함하는 광을 출력할 수 있다. 상기 제3 광원(1240)은 가시광선 파장 중 적색파장영역 내에 최대 출력을 가지는 광을 출력할 수 있다.The third light source 1240 may output light of a specific wavelength region. The third light source 1240 may output light including a red wavelength. The third light source 1240 may output light having the maximum output in the red wavelength region among the visible light wavelengths.
상기 제3 광원(1240)은 제3 광원 기판(1241) 및 제3 발광 다이오드(1243)를 포함할 수 있다. 상기 제3 발광 다이오드(1243)는 상기 제3 광원 기판(1241)에 실장될 수 있다. 상기 제3 발광 다이오드(1243)는 상기 제3 광원 기판(1241)으로부터 전원을 공급받아 발광할 수 있다. 상기 제3 발광 다이오드(1243)는 적색 LED일 수 있다.The third light source 1240 may include a third light source substrate 1241 and a third light emitting diode 1243. The third light emitting diode 1243 may be mounted on the third light source substrate 1241. The third light emitting diode 1243 may receive power from the third light source substrate 1241 and emit light. The third light emitting diode 1243 may be a red LED.
상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)으로부터 출력된 광은 상기 확산판(1250)으로 전달될 수 있다. 상기 확산판(1250)은 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)으로부터 전달된 광을 내부에서 산란시켜 출력한다. 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)으로부터 입사된 광은 상기 확산판(1250) 내부에서 다수회 굴절 및 반사되어 외부로 출력된다. 상기 확산판(1250) 내부에서의 굴절 및 반사에 의해 상기 제1 광원(1220)으로부터의 청색광, 상기 제2 광원(1230)으로부터의 녹색광 및 상기 제3 광원(1240)으로부터의 적색광은 적절히 혼합되어 백색광으로 출력된다. 상기 확산판(1250)은 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)으로부터 광을 전달받아 백색광을 출력한다.Light output from the first to third light sources 1220, 1230, and 1240 may be transmitted to the diffusion plate 1250. The diffusion plate 1250 scatters and outputs the light transmitted from the first to third light sources 1220, 1230, and 1240. Light incident from the first to third light sources 1220, 1230, and 1240 is refracted and reflected a plurality of times in the diffusion plate 1250 and output to the outside. The blue light from the first light source 1220, the green light from the second light source 1230, and the red light from the third light source 1240 are properly mixed due to refraction and reflection in the diffusion plate 1250. It is output as white light. The diffusion plate 1250 receives light from the first to third light sources 1220, 1230, and 1240, and outputs white light.
결과적으로 상기 광원(1200)은 상기 적색파장, 녹색파장 및 청색파장이 혼합된 형태의 파장을 가지는 광을 출력한다. 상기 광원(1200)은 백색광을 출력한다. 상기 광원(1200)이 백색광을 출력함으로써 상기 스캐너(1000)는 백색광을 통해 크로마틱 콘포칼방식으로 구현될 수 있다.As a result, the light source 1200 outputs light having a wavelength in which the red, green, and blue wavelengths are mixed. The light source 1200 outputs white light. As the light source 1200 outputs white light, the scanner 1000 may be implemented in a chromatic confocal method through white light.
2) 광원의 다른 형태2) different mode of light source
도 5는 제1 실시 예에 따른 광원의 다른 형태를 나타내는 도면이다.5 is a view showing another form of the light source according to the first embodiment.
도 5를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 다른 형태의 광원(1200)은 베이스(1210), 제1 광원(1220) 및 확산 변환판(1260)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, another type of light source 1200 according to the first embodiment may include a base 1210, a first light source 1220, and a diffusion conversion plate 1260.
상기 베이스(1210) 및 상기 제1 광원(1220)은 도 4의 구성과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.Since the base 1210 and the first light source 1220 are the same as those of FIG. 4, detailed description thereof will be omitted.
상기 확산 변환판(1260)은 상기 제1 광원(1220)으로부터의 광이 전달되는 경로상에 위치할 수 있다. 상기 확산 변환판(1260)은 상기 제1 광원(1220)으로부터 입사된 광의 파장을 변환시키고, 광을 확산하여 출력할 수 있다. 상기 확산 변환판(1260)은 상기 제1 광원(1220)으로부터 입사된 광의 파장영역을 확장시켜 출력할 수 있다. 즉, 상기 확산 변환판(1260)으로 입사된 광에 비해 상기 확산 변환판(1260)으로부터 출력된 광은 넓은 파장영역을 가질 수 있다. 상기 확산 변환판(1260)은 백색광을 출력할 수 있다.The diffusion conversion plate 1260 may be positioned on a path through which light from the first light source 1220 is transmitted. The diffusion conversion plate 1260 may convert the wavelength of light incident from the first light source 1220 and diffuse and output the light. The diffusion converter plate 1260 may expand and output the wavelength region of the light incident from the first light source 1220. That is, the light output from the diffusion conversion plate 1260 may have a wider wavelength range than the light incident on the diffusion conversion plate 1260. The diffusion converter plate 1260 may output white light.
상기 확산 변환판(1260)은 파장 변환물질을 포함할 수 있다. 상기 확산 변환판(1260)은 양자점, 무기 형광체, 유기 형광체 또는 염료 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 확산 변환판(1260)은 적색 형광체 및 녹색 형광체를 포함할 수 있다.The diffusion conversion plate 1260 may include a wavelength conversion material. The diffusion conversion plate 1260 may include at least one material of a quantum dot, an inorganic phosphor, an organic phosphor, or a dye. The diffusion converter plate 1260 may include a red phosphor and a green phosphor.
상기 확산 변환판(1260)에 입사된 광은 상기 확산 변환판(1260) 내부에서 굴절 및 반사되어 외부로 출력될 수 있다. 상기 확산 변환판(1260) 내부에 입사된 광은 상기 확산 변환판(1260) 내부의 파장 변환물질에 굴절 및 반사되면서 광의 파장이 변환되어 외부로 출력될 수 있다.Light incident on the diffusion conversion plate 1260 may be refracted and reflected inside the diffusion conversion plate 1260 and output to the outside. The light incident on the diffusion converter plate 1260 may be refracted and reflected by the wavelength conversion material inside the diffusion converter plate 1260 to convert the wavelength of the light and output the light.
도 4에 비해 도 5의 광원의 경우 상기 제1 광원(1220)을 이용하여 백색광을 출력시킬 수 있어, 간단한 구조로 광원을 구성할 수 있는 효과가 있다.Compared to FIG. 4, in the case of the light source of FIG. 5, white light may be output using the first light source 1220, so that the light source may be configured with a simple structure.
3) 광원의 또 다른 형태3) another form of light source
도 6은 제1 실시 예에 따른 광원의 또 다른 형태를 나타내는 도면이다.6 is a view showing still another embodiment of the light source according to the first embodiment.
도 6을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 또 다른 형태의 광원(1200)은 다수의 제1 광원(1220) 및 반사변환부재(1270)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, another type of light source 1200 according to the first embodiment may include a plurality of first light sources 1220 and a reflection converting member 1270.
상기 제1 광원(1220)은 도 4의 구성과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 여기서, 상기 제1 광원(1220) 또한 도 4 및 도 5와 같이 베이스에 의해 고정될 수 있으나 도면으로의 도시는 생략한다.The first light source 1220 is the same as the configuration of FIG. Here, the first light source 1220 may also be fixed by the base as shown in FIGS. 4 and 5, but is not shown in the drawings.
상기 제1 광원(1220)은 상기 광원(1200)으로부터 출력되는 광이 진행하는 방향의 반대방향으로 광을 출력할 수 있다. 즉, 상기 제1 광원(1220)의 광의 출력 방향과 상기 광원(1200)의 광의 출력방향은 반대방향일 수 있다.The first light source 1220 may output light in a direction opposite to a direction in which the light output from the light source 1200 travels. That is, the output direction of the light of the first light source 1220 and the output direction of the light of the light source 1200 may be opposite directions.
상기 반사변환부재(1270)는 곡률을 가지는 형상을 가질 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 반구형상 또는 내부가 빈 반구형상을 가질 수 있다.The reflection converting member 1270 may have a shape having a curvature. The reflection converting member 1270 may have a hemispherical shape or a hemispherical shape having an empty inside.
상기 반사변환부재(1270)는 입사되는 광을 반사할 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 입사되는 광의 파장을 변환할 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 입사되는 광의 파장을 변환하여 반사시켜 출력할 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 제1 광원(1220)으로부터 입사된 광의 파장영역을 확장시켜 출력할 수 있다. 즉, 상기 반사변환부재(1270)로 입사된 광에 비해 상기 반사변환부재(1270)에 의해 반사되어 출력된 광은 넓은 파장영역을 가질 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 상기 제1 광원(1220)으로부터의 광을 반사하여 결과적으로 상기 제1 광원(1220)에서의 광의 진행방향과 반대방향으로 광을 출력할 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 백색광을 출력할 수 있다.The reflection conversion member 1270 may reflect incident light. The reflection conversion member 1270 may convert the wavelength of incident light. The reflection conversion member 1270 may convert and reflect the wavelength of incident light and output the reflected light. The reflection converting member 1270 may expand and output the wavelength region of the light incident from the first light source 1220. That is, the light reflected and output by the reflection conversion member 1270 may have a wider wavelength range than the light incident on the reflection conversion member 1270. The reflection conversion member 1270 may reflect the light from the first light source 1220 and as a result, may output light in a direction opposite to the traveling direction of the light in the first light source 1220. The reflection converting member 1270 may output white light.
상기 반사변환부재(1270)의 형상에 의해 출광영역이 정의될 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 반구형상으로 형성되어, 반구형상의 개방된 영역에 의해 출광영역이 정의될 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)에 의해 반사된 광은 상기 출광영역을 통해 출력될 수 있다. 상기 출광영역은 원형일 수 있다.An emission area may be defined by the shape of the reflection conversion member 1270. The reflection conversion member 1270 is formed in a hemispherical shape, the light emission area may be defined by the hemispherical open area. Light reflected by the reflection converting member 1270 may be output through the light exiting area. The light emitting area may be circular.
상기 다수의 제1 광원(1220)은 상기 출광영역을 둘러싸는 영역에 위치할 수 있다. 즉, 상기 다수의 제1 광원(1220)은 상기 출광영역을 둘러싸는 원형띠 형상으로 형성될 수 있다.The plurality of first light sources 1220 may be located in an area surrounding the light exit area. That is, the plurality of first light sources 1220 may be formed in a circular band shape surrounding the light exit area.
상기 반사변환부재(1270)는 반사율이 높은 물질 및 파장 변환물질을 포함할 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 양자점, 무기 형광체, 유기 형광체 또는 염료 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 적색 형광체 및 녹색 형광체를 포함할 수 있다.The reflection converting member 1270 may include a material having a high reflectance and a wavelength converting material. The reflection converting member 1270 may include at least one material of a quantum dot, an inorganic phosphor, an organic phosphor, or a dye. The reflection converting member 1270 may include a red phosphor and a green phosphor.
상기 반사변환부재(1270)는 다층 구조로 형성될 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 반사층 및 파장 변환층을 포함할 수 있다. 상기 파장 변환층은 상기 반사층에 비해 상기 제1 광원(1220)에 가까운 위치에 형성될 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)가 반사층 및 파장 변환층을 포함하는 경우 상기 제1 광원(1220)으로부터의 광은 상기 반사변환부재(1270)의 파장 변환층에 입사된 후 상기 반사층에 반사되어 다시 파장 변환층을 투과하여 출광영역으로 출력된다.The reflection conversion member 1270 may be formed in a multilayer structure. The reflection conversion member 1270 may include a reflection layer and a wavelength conversion layer. The wavelength conversion layer may be formed at a position closer to the first light source 1220 than the reflective layer. When the reflection conversion member 1270 includes a reflection layer and a wavelength conversion layer, the light from the first light source 1220 is incident on the wavelength conversion layer of the reflection conversion member 1270, and then is reflected on the reflection layer and again has a wavelength. The light is transmitted through the conversion layer to the light exit area.
도 5에 비해 도 6의 광원의 경우 상기 반사변환부재(1270)에 의해 반사된 백색광을 출력할 수 있어, 특정영역에 광이 집중되는 현상을 방지할 수 있다.Compared to FIG. 5, the light source of FIG. 6 may output white light reflected by the reflection converting member 1270, thereby preventing the light from being concentrated in a specific region.
(3) 광학계(3) optical system
1) 광학계 구조1) optical system structure
도 7은 제1 실시 예에 따른 광학계를 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating an optical system according to a first embodiment.
도 7을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 광학계(1500)는 상부전극(1510), 하부전극(1520) 및 액정층(1530)을 포함한다.Referring to FIG. 7, the optical system 1500 according to the first embodiment includes an upper electrode 1510, a lower electrode 1520, and a liquid crystal layer 1530.
상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)은 대향하여 형성되고, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520) 사이에는 액정층(1530)이 개재될 수 있다.The upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may be formed to face each other, and a liquid crystal layer 1530 may be interposed between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520.
상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)은 투명도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)은 광을 투과시킬 수 있고, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)에는 전압이 인가될 수 있다.The upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may be formed of a transparent conductive material. The upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may transmit light, and a voltage may be applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520.
상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520) 각각은 영역별로 분할되어 형성될 수 있다. 상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520)의 분할영역은 서로 대응될 수 있다. 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520) 각각은 분할된 영역별로 서로 다른 전압이 인가될 수 있다. 상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520)에 인가되는 전압에 의해 전계가 형성될 수 있다.Each of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may be divided into regions. The divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may correspond to each other. Each of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may be applied with a different voltage for each divided region. An electric field may be formed by voltages applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520.
상기 액정층(1530)은 다수의 액정(1540)을 포함할 수 있다. 상기 액정(1530)은 전압에 따라 분자배열이 변경될 수 있다. 상기 액정(1540)은 전계의 방향에 따라 분자배열이 변경될 수 있다.The liquid crystal layer 1530 may include a plurality of liquid crystals 1540. The liquid crystal 1530 may change a molecular arrangement according to a voltage. The liquid crystal 1540 may change the molecular arrangement according to the direction of the electric field.
상기 액정(1540)이 전계방향에 따라 분자배열이 변경됨으로써 상기 액정층(1530)을 투과하는 광은 분자배열에 따라 광학적 특성이 변경될 수 있다. 상기 액정층(1530)에 전압이 인가되면 전계가 형성되고, 전계방향에 따라 입력되는 광의 특성이 변환되어 출력될 수 있다. 상기 액정층(1530)은 인가되는 전압에 따라 입력되는 광의 초점거리, 색수차 및/또는 경로를 조절하여 출력할 수 있다.The molecular arrangement of the liquid crystal 1540 is changed in the electric field direction, so that light transmitted through the liquid crystal layer 1530 may have an optical characteristic changed according to the molecular arrangement. When a voltage is applied to the liquid crystal layer 1530, an electric field is formed, and characteristics of light input according to the electric field direction are converted and output. The liquid crystal layer 1530 may be output by adjusting a focal length, chromatic aberration, and / or path of the input light according to the applied voltage.
도면에서는 상기 액정층(1530)을 사이에 두고 상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520)이 배치되어 있는 것을 도시하였으나, 상기 액정층(1530)의 어느 하나의 측면에만 전극이 형성되고, 분할된 전극에 서로 다른 전계를 인가하여 상기 액정층(1530)의 배열을 변경할 수도 있다.In the drawing, although the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 are disposed with the liquid crystal layer 1530 interposed therebetween, an electrode is formed on only one side of the liquid crystal layer 1530 and is divided. The arrangement of the liquid crystal layer 1530 may be changed by applying different electric fields to the electrodes.
상기 액정층(1530)에 인가되는 전압에 따라 액정층(1530)의 배열이 변경될 뿐, 상기 광학계(1500)의 표면형상은 변화가 없다. 즉, 상기 광학계(1500)의 표면형상은 전압 인가여부와 관계없이 일정하게 유지될 수 있다. 다시 말해, 광의 초점거리를 조절하는 구성의 표면 형상은 상기 전압 인가여부와 관계없이 일정하게 유지될 수 있다.The arrangement of the liquid crystal layer 1530 is only changed according to the voltage applied to the liquid crystal layer 1530, and the surface shape of the optical system 1500 is not changed. That is, the surface shape of the optical system 1500 may be kept constant regardless of whether voltage is applied. In other words, the surface shape of the configuration for adjusting the focal length of the light can be kept constant regardless of whether the voltage is applied.
2) 광학계에서 출력되는 광2) light output from optical system
도 8a 내지 도 8c는 제1 실시 예에 따른 광학계에서 변경되어 출력되는 광을 도시하는 도면이다. 도 8a는 제1 상태에서의 광의 변환을 나타내는 도면이고, 도 8b는 제2 상태에서의 광의 변환을 나타내는 도면이고, 도 8c는 제3 상태에서의 광의 변환을 나타내는 도면이다.8A to 8C are views illustrating light that is changed and output in the optical system according to the first embodiment. FIG. 8A is a diagram illustrating conversion of light in the first state, FIG. 8B is a diagram illustrating conversion of light in the second state, and FIG. 8C is a diagram illustrating conversion of light in the third state.
도 8a를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 광학계(1500)는 제1 상태로 동작한다. 상기 광학계(1500)의 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)에는 상기 액정층(1530)이 최초의 상태와 동일한 상태가 되도록 전압이 인가될 수 있다. 상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520) 또는 그의 분할영역에는 모두 동일한 전압이 인가될 수 있다. Referring to FIG. 8A, the optical system 1500 according to the first embodiment operates in a first state. A voltage may be applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 of the optical system 1500 such that the liquid crystal layer 1530 is in the same state as the first state. The same voltage may be applied to both the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 or a divided region thereof.
또는 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)에는 어떠한 전압이 인가되지 않을 수도 있다. 즉, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)은 플로팅 상태가 되어 상기 액정(1540)은 최초상태와 동일한 상태가 될 수 있어 최초 배향방향으로 배열될 수 있다.Alternatively, no voltage may be applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520. That is, the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may be in a floating state so that the liquid crystal 1540 may be in the same state as the initial state, and thus may be arranged in an initial alignment direction.
상기 광학계(1500)가 제1 상태로 동작하는 경우 상기 액정층(1530)은 입사되는 광의 특성을 변경하지 않고 광을 출력할 수 있다. 즉, 상기 광학계(1500)는 글라스와 같이 동작할 수 있다. 다만, 상기 액정층(1530)에 의해 광의 세기는 감쇠된 채로 출력될 수도 있다.When the optical system 1500 operates in the first state, the liquid crystal layer 1530 may output light without changing the characteristic of incident light. That is, the optical system 1500 may operate like glass. However, the light intensity may be attenuated by the liquid crystal layer 1530.
예를 들어, 상기 광학계(1500)의 일측으로부터 제1 광(l1)이 입력되는 경우 상기 광학계(1500)를 투과하여 타측으로 출력되는 광도 제1 광(l1)이다. 또한, 반대로 상기 광학계(1500)의 타측으로부터 제1 광(l1)이 입력되는 경우에도 상기 광학계(1500)를 투과하여 타측으로 출력되는 광도 제1광(l1)이다.For example, when the first light l1 is input from one side of the optical system 1500, the light transmitted through the optical system 1500 and output to the other side is the first light l1. On the contrary, even when the first light l1 is input from the other side of the optical system 1500, the light transmitted through the optical system 1500 and output to the other side is also the first light l1.
도 8b를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 광학계(1500)는 제2 상태로 동작한다. 상기 광학계(1500)의 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 서로 다른 레벨의 전압이 인가되어 상기 액정층(1530)은 제2 상태로 동작할 수 있다.Referring to FIG. 8B, the optical system 1500 according to the first embodiment operates in a second state. Different levels of voltage may be applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 of the optical system 1500 such that the liquid crystal layer 1530 may operate in a second state.
이 경우, 상기 액정층(1530)의 외곽영역에 있는 액정들은 최초 배향방향 기준으로 상대적으로 많은 변화량을 가지도록 배열이 변경되고, 상기 액정층(1530)의 중앙영역에 있는 액정은 최초 배향방향 기준으로 상대적으로 작은 변화량을 가지도록 배열이 변경된다.In this case, the arrangement of liquid crystals in the outer region of the liquid crystal layer 1530 is changed to have a relatively large amount of change relative to the initial alignment direction, and the liquid crystal in the central region of the liquid crystal layer 1530 is based on the initial alignment direction. The array is changed to have a relatively small amount of change.
즉, 상기 액정층(1530)의 중앙영역에서 외곽영역으로 갈수록 액정의 변화량이 크도록 액정이 배열된다. 상기 액정의 변화량은 상기 상부전극(1510)및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 인가되는 전압차에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역의 전압차가 크면 액정의 변화량은 커지고, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역의 전압차가 작으면 액정의 변화량은 작아질 수 있다. 이러한 현상에 의해 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 전압차를 조절함으로써 도시한 바와 같이 상기 액정이 배열될 수 있다.That is, the liquid crystal is arranged so that the amount of change in the liquid crystal increases from the central region to the outer region of the liquid crystal layer 1530. The amount of change in the liquid crystal may be determined by the voltage difference applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520. For example, when the voltage difference between the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is large, the amount of change in the liquid crystal increases, and the voltage difference between the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is small. In this case, the amount of change in the liquid crystal may be reduced. By this phenomenon, the liquid crystal may be arranged as shown by adjusting a voltage difference in the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520.
상기 전압차에 따른 액정의 변화량은 액정의 특성에 따라 달라질 수 있다. 즉, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 인가되는 전압차가 작으면 액정의 변화량이 커지고, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역의 전압차가 크면 액정의 변화량이 작아질 수도 있다.The amount of change in the liquid crystal due to the voltage difference may vary depending on the characteristics of the liquid crystal. That is, when the voltage difference applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is small, the amount of change in the liquid crystal increases, and the voltage difference of the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is increased. If large, the amount of change in liquid crystal may be small.
이때, 상기 액정층(1530)에 입사되는 광의 특성은 변경된 상태로 출력될 수 있다. 상기 액정층(1530)은 볼록렌즈에 대응되는 광학적 특성을 가질 수 있다.In this case, the characteristics of the light incident on the liquid crystal layer 1530 may be output in a changed state. The liquid crystal layer 1530 may have an optical characteristic corresponding to the convex lens.
상기 광학계(1500)의 일측에 평행하는 광다발이 입사되는 경우 상기 광학계(1500)의 타측에는 서로 다른 초점, 서로 다른 색수차 및/또는 서로 다른 경로를 가지는 다수의 광이 출력될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광(l1)이 평행하는 광다발 형태로 상기 광학계(1500)의 일측으로 입사되면, 상기 광학계(1500)는 제2광(l2), 제3 광(l3) 및 제4 광(l4)을 상기 광학계(1500)의 타측으로 출력할 수 있다.When a light bundle parallel to one side of the optical system 1500 is incident, a plurality of lights having different focal points, different chromatic aberrations, and / or different paths may be output to the other side of the optical system 1500. For example, when the first light l1 is incident on one side of the optical system 1500 in the form of a parallel light bundle, the optical system 1500 may include the second light l2, the third light l3, and the first light l3. The four light l4 may be output to the other side of the optical system 1500.
상기 제1 광(l1)은 서로 다른 다수의 파장의 혼합으로 형성된 백색광이므로, 상기 제1 광(l1)에는 서로 다른 다수의 파장성분이 존재한다. 상기 제1 광(l1)이 제2 상태에서 볼록렌즈 역할을 하는 상기 광학계(1500)에 입사되면, 상기 광학계(1500)의 액정층(1530)을 지나면서 다수의 파장별로 굴절률이 달라져 출력되는 제2 광(l2), 제3광(l3) 및 제4 광(l4)은 서로 다른 초점을 가지도록 상기 광학계(1500)의 타면과 인접한 영역에 초점을 형성한다. 즉, 상기 액정층(1530)을 지나면서 다수의 파장별로 굴절률이 달라져 상기 제2 광(l2), 제3 광(l3) 및 제4 광(l4)은 서로 다른 경로로 진행하여 서로 다른 초점을 가지도록 초점을 형성한다.Since the first light l1 is white light formed by mixing a plurality of different wavelengths, a plurality of different wavelength components exist in the first light l1. When the first light l1 is incident on the optical system 1500 that acts as a convex lens in the second state, the refractive index is changed for each of a plurality of wavelengths while passing through the liquid crystal layer 1530 of the optical system 1500. The second light l2, the third light l3, and the fourth light l4 form a focal point in an area adjacent to the other surface of the optical system 1500 to have different focal points. That is, the refractive index of each of the plurality of wavelengths changes as the light passes through the liquid crystal layer 1530, so that the second light l2, the third light l3, and the fourth light l4 travel in different paths to focus differently. Focus on it.
다시 말해, 상기 액정층(1530)의 색수차에 의해 상기 광학계(1500)의 타면으로 출력되는 광은 파장에 따라 분리될 수 있다. 파장에 따라 서로 다른 색을 가지므로, 상기 광학계(1500)에 입사된 백색광은 서로 다른 색을 가지는 광으로 분리되어 출력될 수 있다.In other words, the light output to the other surface of the optical system 1500 by the chromatic aberration of the liquid crystal layer 1530 may be separated according to the wavelength. Since the light having different colors according to the wavelength, the white light incident on the optical system 1500 may be separated into light having different colors and output.
상기 광학계(1500)로부터 출력되는 제2 광(l2)은 굴절되어 제1 초점(f1)을 가질 수 있고, 상기 제3 광(l3)은 굴절되어 제2 초점(f2)을 가질 수 있고, 상기 제4 광(l4)은 굴절되어 제3 초점(f3)을 가질 수 있다. The second light l2 output from the optical system 1500 may be refracted to have a first focal point f1, and the third light l3 may be refracted to have a second focal point f2. The fourth light l4 may be refracted to have a third focal point f3.
상기 제2 광(l2)은 상기 제3 광(l3)에 비해 짧은 파장의 광일 수 있다. 상기 제3 광은 상기 제4 광(l4)에 비해 짧은 파장의 광일 수 있다. 상기 제2 광(l2)은 상기 제4 광(l4)에 비해 짧은 파장의 광일 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 다수의 광은 파장이 짧을수록 상기 광학계(1500)와 인접하는 영역에 초점이 형성되고, 파장이 길수록 상기 광학계(1500)와 이격되는 영역에 초점이 형성된다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 파장과 초점과의 관계는 상기 광학계(1500)에 인가되는 전압에 따라 달라질 수 있다. 즉, 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 파장이 길수록 상기 광학계(1500)와 인접하는 영역에 초점이 형성되고, 광의 파장이 짧을수록 상기 광학계(1500)와 이격된 영역에 초점이 형성될 수도 있다.The second light l2 may be light having a shorter wavelength than the third light l3. The third light may be light having a shorter wavelength than that of the fourth light l4. The second light l2 may be light having a shorter wavelength than the fourth light l4. The shorter the wavelength of the plurality of light output from the optical system 1500, the focus is formed in the area adjacent to the optical system 1500, and the longer the wavelength is formed in the area spaced apart from the optical system 1500. The relationship between the wavelength and the focus of the light output from the optical system 1500 may vary depending on the voltage applied to the optical system 1500. That is, the longer the wavelength of the light output from the optical system 1500, the focus is formed in the region adjacent to the optical system 1500, and the shorter the wavelength of the light may be formed in the region spaced apart from the optical system 1500. .
상기 제2 광(l2)은 청색광일 수 있고, 상기 제3 광(l3)은 녹색광일 수 있고, 상기 제4 광(l4)은 적색광일 수 있다. 도면에서는 상기 광학계(1500)를 통해 출력되는 광이 3개의 초점을 가지는 것으로 도시하였으나, 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 3개 미만 또는 3개 이상의 초점을 가질 수도 있다.The second light l2 may be blue light, the third light l3 may be green light, and the fourth light l4 may be red light. Although the light output through the optical system 1500 has three focal points in the drawing, the light output from the optical system 1500 may have less than three or three or more focal points.
반대로, 상기 광학계(1500)의 타면으로 다수의 초점을 가지는 광이 입사되는 경우 상기 광학계(1500)를 지나 상기 광학계의 일면으로 출력되는 광은 평행하는 광 다발 형태로 출력될 수도 있다.Conversely, when light having a plurality of foci is incident on the other surface of the optical system 1500, the light output through the optical system 1500 to one surface of the optical system may be output in the form of parallel light bundles.
도 8c를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 광학계(1500)는 제3 상태로 동작한다. 상기 광학계(1500)는 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 서로 다른 레벨의 전압이 인가되어 상기 액정층(1530)은 제3 상태로 동작할 수 있다.Referring to FIG. 8C, the optical system 1500 according to the first embodiment operates in a third state. The optical system 1500 may apply different levels of voltage to divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 so that the liquid crystal layer 1530 may operate in a third state.
이 경우, 상기 액정층(1530)의 외곽영역에 있는 액정들은 최초 배향방향 기준으로 상대적으로 많은 변화량을 가지도록 배열이 변경되고, 상기 액정층(1530)의 중앙영역에 있는 액정은 최초 배향방향 기준으로 상대적으로 작은 변화량을 가지도록 배열이 변경된다.In this case, the arrangement of liquid crystals in the outer region of the liquid crystal layer 1530 is changed to have a relatively large amount of change relative to the initial alignment direction, and the liquid crystal in the central region of the liquid crystal layer 1530 is based on the initial alignment direction. The array is changed to have a relatively small amount of change.
즉, 상기 액정층(1530)의 중앙영역에서 외곽영역으로 갈수록 액정의 변화량이 크도록 액정이 배열된다. 상기 액정의 변화량은 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 인가되는 전압에 의해 야기될 수 있다.That is, the liquid crystal is arranged so that the amount of change in the liquid crystal increases from the central region to the outer region of the liquid crystal layer 1530. The change amount of the liquid crystal may be caused by the voltage applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520.
상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하는 경우 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할영역에 인가되는 전압은 상기 광학계(1500)가 제2 상태로 동작하는 경우에 인가되는 전압의 역전압일 수 있다. 즉, 상기 광학계(1500)가 제2 상태로 동작하는 경우 특정 영역의 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 전압차가 5V인 경우 상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하는 경우 상기 특정 영역의 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 전압차는 -5V일 수 있다.When the optical system 1500 operates in the third state, a voltage applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is a voltage applied when the optical system 1500 operates in the second state. It may be a reverse voltage of. That is, when the optical system 1500 operates in the second state, when the voltage difference between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 in a specific region is 5V, the optical system 1500 operates in the third state. The voltage difference between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 in the region may be -5V.
이때, 상기 액정층(1530)에 입사되는 광의 특성은 변경된 상태로 출력될 수 있다. 상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하는 경우 상기 액정층(1530)은 오목렌즈에 대응되는 광학적 특성을 가질 수 있다.In this case, the characteristics of the light incident on the liquid crystal layer 1530 may be output in a changed state. When the optical system 1500 operates in the third state, the liquid crystal layer 1530 may have an optical characteristic corresponding to the concave lens.
상기 광학계(1500)를 투과한 광은 상기 광학계(1500)를 통해 광의 경로가 변경되어 출력될 수 있다. 상기 광학계(1500)의 일측에 평행하는 광다발이 입사되는 경우 상기 광학계(1500)를 투과하여 광이 발산될 수 있다. 상기 광학계(1500)를 투과하여 출력되는 광은 상기 광축을 기준으로 광의 경계가 점진적으로 외부로 진행될 수 있다.The light transmitted through the optical system 1500 may be output by changing the path of the light through the optical system 1500. When a light bundle parallel to one side of the optical system 1500 is incident, light may be transmitted through the optical system 1500. Light transmitted through the optical system 1500 may gradually progress to the outside of the boundary of light based on the optical axis.
예를 들어, 상기 제1 광(l1)이 평행하는 광다발 형태로 상기 광학계(1500)의 일측으로 입사되면, 상기 광학계(1500)는 제5 광(l5)을 출력할 수 있다. 상기 제5 광(l5)은 제1 광(l1)을 기준으로 상기 광축의 외부방향으로 각도를 가지고 출력될 수 있다.For example, when the first light l1 is incident on one side of the optical system 1500 in the form of parallel light bundles, the optical system 1500 may output the fifth light l5. The fifth light l5 may be output at an angle toward the outside of the optical axis based on the first light l1.
상기 제1 광(l1) 또는 제5 광(l5)을 상기 광학계(1500)의 일면과 평행하는 면으로 절단한 단면은 수광영역으로 정의될 수 있다. 상기 제5 광(l5)의 수광영역은 상기 광학계(1500)로부터 멀어질수록 커질 수 있다.A cross section obtained by cutting the first or fifth light l5 into a plane parallel to one surface of the optical system 1500 may be defined as a light receiving area. The light receiving area of the fifth light l5 may be larger as it moves away from the optical system 1500.
반대로, 상기 제5 광(l5)이 상기 광학계(1500)의 타면으로 입사되는 경우 상기 광학계(1500)에 의해 광의 경로가 변경되어 상기 제1 광(l1) 형태로 출력될 수 있다. 즉, 각도를 가지는 광이 상기 광학계(1500)의 타면에 입사되어 평행하는 광으로 출력될 수 있다.On the contrary, when the fifth light l5 is incident on the other surface of the optical system 1500, the path of the light may be changed by the optical system 1500 to be output in the form of the first light l1. That is, light having an angle may be incident on the other surface of the optical system 1500 and output as parallel light.
3) 광학계의 다른 구조3) different structure of optical system
도 9는 제1 실시 예에 따른 광학계의 다른 구조를 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating another structure of the optical system according to the first embodiment.
도 9를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 광학계(1500)는 다수의 상부전극(1510), 다수의 하부전극(1520) 및 액정층(1530)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the optical system 1500 according to the first exemplary embodiment may include a plurality of upper electrodes 1510, a plurality of lower electrodes 1520, and a liquid crystal layer 1530.
상기 다수의 상부전극(1510)은 상부기판(1511)에 형성될 수 있고, 상기 다수의 하부전극(1520)은 하부기판(1521)에 형성될 수 있다.The plurality of upper electrodes 1510 may be formed on the upper substrate 1511, and the plurality of lower electrodes 1520 may be formed on the lower substrate 1521.
상기 액정층(1530)은 상기 상부기판(1511) 및 하부기판(1521) 사이에 개재될 수 있다.The liquid crystal layer 1530 may be interposed between the upper substrate 1511 and the lower substrate 1521.
상기 상부기판(1511)은 상기 하부기판(1521)과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 상부기판(1511)및 상기 하부기판(1521)은 원형 또는 원기둥형상을 가질 수 있다.The upper substrate 1511 may have a shape corresponding to the lower substrate 1521. The upper substrate 1511 and the lower substrate 1521 may have a circular or cylindrical shape.
상기 액정층(1530)은 원기둥형상으로 형성될 수 있다. 상기 액정층(1530)의 일면은 상기 상부기판(1511) 및 하부기판(1521)의 일면과 대응되는 면적을 가질 수 있다.The liquid crystal layer 1530 may be formed in a cylindrical shape. One surface of the liquid crystal layer 1530 may have an area corresponding to one surface of the upper substrate 1511 and the lower substrate 1521.
상기 상부기판(1511), 하부기판(1521) 및 액정층(1530)의 형상에 의해 상기 광학계(1500)는 원기둥형상을 가질 수 있다. 상기 상부기판(1511), 하부기판(1521) 및 액정층(1530)의 중심축은 동일하며 상기 광학계(1500)에 입사되는 광축과 동일할 수 있다. 상기 광학계(1500)가 제2 상태로 동작하는 경우 상기 광축의 연장된 선 상에 광의 초점들이 위치할 수 있다.According to the shape of the upper substrate 1511, the lower substrate 1521, and the liquid crystal layer 1530, the optical system 1500 may have a cylindrical shape. The central axes of the upper substrate 1511, the lower substrate 1521, and the liquid crystal layer 1530 are the same and may be the same as the optical axis incident on the optical system 1500. When the optical system 1500 operates in the second state, focal points of light may be positioned on an extended line of the optical axis.
상기 상부기판(1511)에는 다수의 상부전극(1510)이 형성될 수 있다. 상기 다수의 상부전극(1510)은 중심이 동일한 원형 띠 형상으로 형성될 수 있다. 상기 다수의 상부전극(1510)의 중심은 상기 상부기판(1511)의 중심축과 동일할 수 있다.A plurality of upper electrodes 1510 may be formed on the upper substrate 1511. The plurality of upper electrodes 1510 may be formed in a circular band shape with the same center. The center of the plurality of upper electrodes 1510 may be the same as the central axis of the upper substrate 1511.
상기 상부전극(1510)은 제1 내지 제5 상부전극(1510a 내지 1510e)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제5 상부전극(1510a 내지 1510e)은 각각 전기적으로 분리될 수 있다. 상기 제1 상부전극(1510a)은 상기 상부기판(1511)의 중심에 가장 인접한 원형 띠 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제2 상부전극(1510b)은 상기 제1 상부전극(1510a)의 외곽에 형성되고, 상기 제3 상부전극(1510c)은 상기 제2 상부전극(1510b)의 외곽에 형성되며, 상기 제4 상부전극(1510d)은 상기 제3 상부전극(1510c)의 외곽에 형성되고, 상기 제5 상부전극(1510e)은 상기 제4 상부전극(1510d)의 외곽에 형성될 수 있다. 상기 제5 상부전극(1510e)은 상기 상부기판(1511)의 최외곽에 형성될 수 있다. 상기 제1 내지 제5 상부전극(1510a 내지 1510e)에는 서로 다른 전압이 인가될 수 있다.The upper electrode 1510 may include first to fifth upper electrodes 1510a to 1510e. The first to fifth upper electrodes 1510a to 1510e may be electrically separated from each other. The first upper electrode 1510a may be formed in a circular band shape closest to the center of the upper substrate 1511. The second upper electrode 1510b is formed outside the first upper electrode 1510a, and the third upper electrode 1510c is formed outside the second upper electrode 1510b and the fourth upper portion An electrode 1510d may be formed outside the third upper electrode 1510c, and the fifth upper electrode 1510e may be formed outside the fourth upper electrode 1510d. The fifth upper electrode 1510e may be formed at the outermost portion of the upper substrate 1511. Different voltages may be applied to the first to fifth upper electrodes 1510a to 1510e.
상기 하부기판(1521)에는 다수의 하부전극(1520)이 형성될 수 있다. 상기 다수의 하부전극(1520)은 중심이 동일한 원형 띠 형상으로 형성될 수 있다. 상기 다수의 하부전극(1520)의 중심은 상기 하부기판(1521)의 중심축과 동일할 수 있다.A plurality of lower electrodes 1520 may be formed on the lower substrate 1521. The plurality of lower electrodes 1520 may be formed in a circular band shape with the same center. The center of the plurality of lower electrodes 1520 may be the same as the central axis of the lower substrate 1521.
상기 하부전극(1520)은 제1 내지 제5 하부전극(1520a 내지 1520e)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제5 하부전극(1520a 내지 1520e)은 각각 전기적으로 분리될 수 있다. 상기 제1 하부전극 내지 제5 하부전극(1520a~1520e)은 상기 제1 상부전극 내지 제5 하부전극(1510a~1510e)과 대응되는 위치에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. The lower electrode 1520 may include first to fifth lower electrodes 1520a to 1520e. The first to fifth lower electrodes 1520a to 1520e may be electrically separated from each other. The first to fifth lower electrodes 1520a to 1520e may be formed in a shape corresponding to a position corresponding to the first to fifth lower electrodes 1510a to 1510e.
대응되는 상기 상부전극과 하부전극에 인가되는 전압차에 의해 전계가 발생할 수 있다. 상기 전계에 의해 상기 액정층(1530)의 액정의 배열이 변경될 수 있다. 상기 다수의 상부전극(1510)과 다수의 하부전극(1520)이 광학축을 기준으로 동일한 중심을 가지는 원형 띠 형상으로 형성됨으로써 액정의 배열이 광학축을 중심으로 변경될 수 있다. 따라서 영역별 왜곡 없이 광의 특성을 변경시킬 수 있다.An electric field may be generated by the voltage difference applied to the upper and lower electrodes. The arrangement of the liquid crystals of the liquid crystal layer 1530 may be changed by the electric field. Since the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 are formed in a circular band shape having the same center with respect to the optical axis, the arrangement of the liquid crystal may be changed around the optical axis. Therefore, the characteristics of light can be changed without distortion for each region.
도면에서는 상기 다수의 상부전극(1510)과 다수의 하부전극(1520)이 각각 5개씩 형성되어 있는 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)은 필요에 의해 더 많은 개수로 형성될 수 있다. 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 개수가 많아질수록 상기 액정층(1530)의 세밀한 제어가 가능할 수 있다.In the drawing, the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 are respectively formed as an example, but the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 are necessary. By a greater number. As the number of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 increases, detailed control of the liquid crystal layer 1530 may be possible.
4) 광학계의 구동4) Driving the optical system
도 10은 도 9의 광학계에 인가되는 전압을 나타내는 도면이다.10 is a diagram illustrating a voltage applied to the optical system of FIG. 9.
도 9의 제1 실시 예에 따른 광학계(1500)의 다수의 상부전극(1510)및 하부전극(1520)에는 서로 다른 전압이 인가될 수 있다.Different voltages may be applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the lower electrodes 1520 of the optical system 1500 according to the first embodiment of FIG. 9.
상기 상부전극(1510)에는 제1 인가전압(V1)이 인가될 수 있고, 상기 하부전극(1520)에는 제2 인가전압(V2)이 인가될 수 있다. 상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520) 사이의 액정층(1530)에 형성되는 전계는 전압의 크기에 비례하고, 상부전극(1510)과 하부전극(1520)간의 거리에 반비례한다.A first applied voltage V1 may be applied to the upper electrode 1510, and a second applied voltage V2 may be applied to the lower electrode 1520. An electric field formed in the liquid crystal layer 1530 between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is proportional to the magnitude of the voltage and inversely proportional to the distance between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520.
상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520) 간의 거리는 동일하므로, 상기 액정층(1530)에 형성되는 전계는 상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520)에 인가되는 전압의 차이에 의해 결정될 수 있다.Since the distance between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is the same, an electric field formed in the liquid crystal layer 1530 may be determined by a difference between voltages applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520. have.
상기 광학계(1500)가 제2 상태인 경우를 예로 들어 설명하면, 상기 중앙영역에서 외곽영역으로 갈수록 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)에 더 작은 차이를 가지는 전압이 인가될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 상부전극(1510a) 및 제1 하부전극(1520a)에 인가되는 전압차이가 가장 크고. 상기 제5 상부전극(1510e) 및 제5 하부전극(1520e)에 인가되는 전압차는 가장 작을 수 있다.For example, when the optical system 1500 is in the second state, a voltage having a smaller difference may be applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 from the center area to the outer area. For example, the voltage difference applied to the first upper electrode 1510a and the first lower electrode 1520a is the largest. The voltage difference applied to the fifth upper electrode 1510e and the fifth lower electrode 1520e may be the smallest.
도면에서는 5개의 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)이 형성되어 있는 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 개수는 5개 이상일 수 있고, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 폭은 더 작아질 수 있다. 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 개수가 증가하고 폭이 작아지면 도 10에 도시한바와 같이 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 전압차는 곡선형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 액정층(1530)에 인가되는 전계는 중앙영역에서 최대값을 가지는 곡선형상을 가질 수 있다. 상기 액정층(1530)에 인가되는 전계가 도 10과 같이 형성됨으로써 상기 액정층(1530)은 볼록렌즈 역할을 하고, 상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작할 수 있다.In the drawings, the five upper electrodes 1510 and the lower electrodes 1520 are formed as an example, but the number of the upper electrodes 1510 and the lower electrodes 1520 may be five or more, and the upper electrodes ( The width of the 1510 and the lower electrode 1520 may be smaller. As the number of the upper electrodes 1510 and the lower electrodes 1520 increases and the width decreases, as shown in FIG. 10, the voltage difference between the upper electrodes 1510 and the lower electrodes 1520 may have a curved shape. That is, the electric field applied to the liquid crystal layer 1530 may have a curved shape having a maximum value in the central region. As the electric field applied to the liquid crystal layer 1530 is formed as shown in FIG. 10, the liquid crystal layer 1530 serves as a convex lens, and the optical system 1500 may operate in a second state.
상기 액정층(1530)에는 도 11과 같은 형태의 전계가 인가될 수도 있다. 도 9의 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)에 도 11과 같은 전계가 인가됨으로써 상기 액정층(1530)은 프레넬 렌즈(Fresnel lens)와 같이 동작할 수 있다. 프레넬 렌즈의 광학적 특성은 볼록렌즈의 광학적 특성과 동일하므로, 도 11과 같은 형태의 전계가 인가됨으로써 상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작할 수 있다.An electric field of the type shown in FIG. 11 may be applied to the liquid crystal layer 1530. As the electric fields of FIG. 11 are applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 of FIG. 9, the liquid crystal layer 1530 may operate like a Fresnel lens. Since the optical characteristics of the Fresnel lens are the same as the optical characteristics of the convex lens, the optical system 1500 may operate in the second state by applying an electric field of the type shown in FIG. 11.
(4) 스캐너의 색상정보 획득(4) Acquire color information of scanner
도 12는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.12 is a diagram illustrating a color information acquisition operation of the scanner according to the first embodiment.
도 12를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200) 및 디텍터(1300)를 포함하고, 상기 광학 시스템(1100)은 광학계(1500), 빔스플리터(1600) 및 미러(1700)를 포함할 수 있다.12, the scanner 1000 according to the first embodiment includes an optical system 1100, a light source 1200, and a detector 1300, and the optical system 1100 includes an optical system 1500 and a beam splitter. 1600 and mirror 1700.
상기 광학계(1500)는 제1 상태로 동작한다. 상기 광원(1200)으로부터 다수의 파장이 혼합된 광이 출력된다. 상기 광원(1200)은 백색광을 출력할 수 있다. 상기 광원(1200)으로부터 출력된 광은 가로축(x)을 따라 상기 빔스플리터(1600)로 전달되고, 상기 제1 광경로 변환부(1201)를 통해 상기 빔스플리터(1600)로 전달될 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)는 상기 광원(1200)으로부터 입사되는 광을 투과시켜 상기 가로축(x)을 따라 상기 광학계(1500)로 전달한다.The optical system 1500 operates in a first state. Light mixed with a plurality of wavelengths is output from the light source 1200. The light source 1200 may output white light. Light output from the light source 1200 may be transmitted to the beam splitter 1600 along the horizontal axis x, and may be transmitted to the beam splitter 1600 through the first optical path converting unit 1201. The beam splitter 1600 transmits the light incident from the light source 1200 and transmits the light to the optical system 1500 along the horizontal axis x.
상기 광학계(1500)가 제1 상태인 경우 상기 광학계(1500)는 입력되는 광의 특성을 변경하지 않고 광을 출력할 수 있다. 즉, 상기 광학계(1500)는 글라스와 같이 동작할 수 있다. 이때, 광학계(1500)로 입사된 광은 상태 변화없이 상기 가로축(x)을 따라 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 미러(1700)로 전달될 수 있다. 상기 미러(1700)에 입사된 광은 제2 세로축(y2) 방향으로 반사되어 오브젝트에 입사된다. 상기 오브젝트는 치아일 수 있다.When the optical system 1500 is in the first state, the optical system 1500 may output light without changing the characteristics of the input light. That is, the optical system 1500 may operate like glass. In this case, the light incident to the optical system 1500 may be transmitted to the mirror 1700 through the second optical path conversion unit 1501 along the horizontal axis x without changing the state. Light incident on the mirror 1700 is reflected in the direction of the second vertical axis y2 and is incident on the object. The object may be a tooth.
상기 오브젝트에 의해 반사된 광은 다시 사이 미러(1700)로 입사되고, 상기 미러(1700)는 상기 미러(1700)에 입사된 광을 상기 광학계(1500) 방향으로 가로축(x)을 따라 반사시킨다.The light reflected by the object is incident on the mirror 1700 again, and the mirror 1700 reflects the light incident on the mirror 1700 along the horizontal axis x in the direction of the optical system 1500.
상기 미러(1700)로부터 반사된 광은 상기 광학계(1500)로 입사될 수 있다. 상기 미러(1700)로부터 반사된 광은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 광학계(1500)로 입사될 수 있다. 상기 광학계(1500)에 입사된 광은 광의 특성이 변경되지 않은 상태로 상기 빔스플리터(1600)에 입사된다. 상기 빔스플리터(1600)에 입사된 광은 상기 디텍터(1300) 방향으로 반사될 수 있다.Light reflected from the mirror 1700 may be incident to the optical system 1500. Light reflected from the mirror 1700 may be incident to the optical system 1500 through the second optical path converter 1501. Light incident on the optical system 1500 is incident on the beam splitter 1600 in a state where the characteristic of the light is not changed. Light incident on the beam splitter 1600 may be reflected toward the detector 1300.
상기 디텍터(1300) 방향으로 반사된 광은 제1 세로축(y1) 방향으로 진행하여 상기 디텍터(1300)에 입사된다. 상기 디텍터(1300)는 입사된 광을 전기신호로 변환하여 상기 오브젝트의 색상정보를 획득할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 입사된 광을 통해 상기 오브젝트의 표면 색상을 획득할 수 있다.The light reflected in the direction of the detector 1300 travels in the direction of the first vertical axis y1 and is incident on the detector 1300. The detector 1300 may obtain the color information of the object by converting the incident light into an electrical signal. The first controller 1400 may acquire the surface color of the object through the light incident on the detector 1300.
또는 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 입사된 광을 통해 상기 오브젝트의 미리보기 영상을 획득할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 상기 오브젝트의 상부에서 조사되어 반사된 광을 검출하므로, 상기 오브젝트의 상부에서 오브젝트를 바라본 영상을 획득할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 오브젝트의 상부에서 바라본 영상을 획득하여 출력함으로써 사용자에게 미리보기 영상을 제공할 수 있다. 상기 색상정보 및 미리보기 영상은 상기 오브젝트에 대한 2차원 이미지일 수 있다.Alternatively, the first controller 1400 may obtain a preview image of the object through the light incident on the detector 1300. Since the detector 1300 detects the light reflected from the upper part of the object, the detector 1300 may acquire an image of the object viewed from the upper part of the object. The first control unit 1400 may provide a preview image to a user by obtaining and outputting an image viewed from an upper portion of the object. The color information and the preview image may be two-dimensional images of the object.
(5) 스캐너의 표면정보 획득(5) Acquire surface information of scanner
도 13a 및 도 13b는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다. 도 13a는 상기 오브젝트로 전달되는 광에 대한 도면이고, 도 13b는 상기 오브젝트를 통해 반사된 광이 디텍터로 전달되는 경로를 도시한 도면이다.13A and 13B are diagrams illustrating an operation of acquiring surface information of the scanner according to the first embodiment. FIG. 13A illustrates a diagram of light transmitted to the object, and FIG. 13B illustrates a path through which light reflected through the object is transmitted to the detector.
도 13을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학계(1500)가 제2 상태로 동작한다. 여기서 도 12와 동일한 동작은 상세한 설명을 생략한다. 이 경우, 상기 광학계(1500)는 볼록렌즈와 같이 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 파장 별로 서로 다른 초점을 가지도록 출력될 수 있다.Referring to FIG. 13, in the scanner 1000 according to the first embodiment, the optical system 1500 operates in a second state. Here, the same operation as in FIG. 12 will be omitted. In this case, the optical system 1500 may operate like a convex lens. The light output from the optical system 1500 may be output to have a different focus for each wavelength.
예를 들어, 상기 광학계(1500)에 제1 광(l1)이 입사되면, 상기 광학계(1500)는 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)을 출력할 수 있다. 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 서로 초점거리가 다른 광이거나, 서로 다른 파장을 가질 수 있다. 상기 제2 광(l2)은 상기 제3 광(l3)보다 짧은 초점거리를 가질 수 있다. 상기 제2 광(l2)의 초점은 상기 제3 광(l3)의 초점보다 상기 광학계(1500)에 인접할 수 있다.For example, when the first light l1 is incident on the optical system 1500, the optical system 1500 may output the second light l2 and the third light l3. The second light l2 and the third light l3 may be light having different focal lengths or may have different wavelengths. The second light l2 may have a shorter focal length than the third light l3. The focus of the second light l2 may be closer to the optical system 1500 than the focus of the third light l3.
상기 광학계(1500)로부터 출력된 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 상기 가로축(x)을 따라 상기 미러(1700) 방향으로 진행하고, 상기 제2 광경로 제한부(1501)를 통해 상기 미러(1700)로 전달될 수 있다. 상기 미러(1700)에 도달한 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 반사되어 상기 제2 세로축(y2)을 따라 상기 오브젝트로 전달된다. 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 제2 세로축(y2) 상에 위치할 수 있다.The second light l2 and the third light l3 output from the optical system 1500 travel in the direction of the mirror 1700 along the horizontal axis x and move the second light path limiting unit 1501. It may be delivered to the mirror 1700 through. The second light l2 and the third light l3 reaching the mirror 1700 are reflected and transmitted to the object along the second vertical axis y2. The focus of the second light l2 and the third light l3 may be located on the second vertical axis y2.
상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 제2 세로축(y2) 상에 서 서로 다른 위치에 위치할 수 있다. 상기 제2 광(l2)의 초점은 상기 제3 광(l3)의 초점에 비해 상기 미러(1700)에 인접하여 위치할 수 있다.The focus of the second light l2 and the third light l3 may be located at different positions on the second vertical axis y2. The focal point of the second light l2 may be located closer to the mirror 1700 than the focal point of the third light l3.
상기 오브젝트에 입사되는 광 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 반사될 수 있다. 상기 오브젝트에 입사되는 광 중 상기 오브젝트 표면에 초점이 위치하지 않는 광도 반사되지만 다시 상기 스캐너(1100) 내부로 입사되는 양이 작아 노이즈로 처리할 수 있다. 다시 말해, 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광만 상기 디텍터(1300)로 입사되어 정보로 사용될 수 있다.Among the light incident on the object, light whose focus is located on the surface of the object may be reflected. Although the light incident on the object does not have a focal point on the surface of the object, the amount of incident light is further reflected into the scanner 1100 and thus may be treated as noise. In other words, only light having a focal point on the surface of the object may be incident on the detector 1300 and used as information.
예를 들어, 상기 오브젝트로 입사된 제2 광(l2) 및 제3 광(l3) 중 상기 제2 광(l2)의 초점은 상기 오브젝트의 표면에 위치하고, 상기 제3 광(l3)의 초점은 상기 오브젝트의 내부에 위치한다. 따라서, 상기 제3 광(l3)은 상기 오브젝트에 의해 산란 및 반사되고, 상기 제2 광(l2) 만 상기 미러(1700)로 입사된다.For example, the focus of the second light l2 of the second light l2 and the third light l3 incident on the object is located on the surface of the object, and the focus of the third light l3 is It is located inside the object. Accordingly, the third light l3 is scattered and reflected by the object, and only the second light l2 is incident on the mirror 1700.
상기 미러(1700)는 상기 제2 광(l2)을 반사시켜 상기 광학계(1500)방향으로 전달한다. 상기 미러(1700)로부터 반사된 상기 제2 광(l2)은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 광학계(1500)로 입사될 수 있다. 상기 가로축(x)을 따라 상기 광학계(1500)에 전달된 제2 광(l2)은 상기 빔스플리터(1600)로 전달된다. 상기 빔스플리터(1600)에 의해 반사된 광은 상기 제1 세로축(y1)을 따라 상기 디텍터(130) 방향으로 전달된다. 상기 디텍터(1300)는 상기 제2 광(l2)을 전기신호로 변환한다.The mirror 1700 reflects the second light l2 and transmits the light toward the optical system 1500. The second light l2 reflected from the mirror 1700 may be incident to the optical system 1500 through the second optical path converter 1501. The second light l2 transmitted to the optical system 1500 along the horizontal axis x is transmitted to the beam splitter 1600. The light reflected by the beam splitter 1600 is transmitted toward the detector 130 along the first vertical axis y1. The detector 1300 converts the second light l2 into an electrical signal.
상기 디텍터(1300)에 입사되는 광의 파장을 통해 상기 오브젝트의 깊이정보를 측정할 수 있다. 즉, 상기 광학계(1500)에 의해 파장별로 서로 다른 초점거리가 결정되고, 특정 파장의 광이 상기 디텍터(1300)에 의해 측정되는 경우 상기 특정파장에 대응되는 초점거리가 상기 오브젝트의 깊이정보와 대응된다. 도면에서는 제2 광(l2)의 초점거리가 미리 결정되어 있으므로, 상기 디텍터(1300)에 상기 제2 광(l2)이 검출되면, 상기 오브젝트의 표면은 상기 제2 광(l2)의 초점의 위치에 존재하는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 존재하는 광의 파장을 통해 상기 오브젝트의 깊이정보를 연산할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 컬러센서일 수 있으므로, 상기 컬러센서에 의해 상기 디텍터(1300)로 입사되는 광의 파장을 간이하게 연산할 수 있어 상기 오브젝트의 깊이정보를 산출할 수 있다. 다시 말해, 상기 디텍터(1300)는 입사되는 광의 컬러 값을 이용하여 상기 오브젝트의 깊이정보를 산출할 수 있다.Depth information of the object may be measured through the wavelength of light incident on the detector 1300. That is, different focal lengths are determined for each wavelength by the optical system 1500, and when light having a specific wavelength is measured by the detector 1300, a focal length corresponding to the specific wavelength corresponds to depth information of the object. do. In the drawing, since the focal length of the second light l2 is predetermined, when the second light l2 is detected by the detector 1300, the surface of the object is positioned at the focal point of the second light l2. You can see that it exists in. Accordingly, the first controller 1400 may calculate depth information of the object through the wavelength of the light present in the detector 1300. Since the detector 1300 may be a color sensor, the wavelength of light incident on the detector 1300 may be easily calculated by the color sensor to calculate depth information of the object. In other words, the detector 1300 may calculate depth information of the object using a color value of incident light.
상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 때는 상기 디텍터(1300)에 입사되는 광은 초점이 있는 광이며, 상기 오브젝트의 색상정보를 획득할 때, 상기 디텍터(1300)에 입사되는 광은 면광이므로, 상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 때 상기 디텍터(1300)에 수광되는 광량은 상기 오브젝트의 색상정보를 획득할 때 상기 디텍터(1300)에 수광되는 광량보다 작을 수 있다. 또는, 상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 때, 상기 디텍터(1300)의 수광영역은 상기 오브젝트의 색상정보를 획득할 때, 상기 디텍터(1300)의 수광영역보다 작을 수 있다.When the surface information of the object is acquired, the light incident on the detector 1300 is a focused light. When the color information of the object is acquired, the light incident on the detector 1300 is surface light, and thus the object is light. The amount of light received by the detector 1300 when acquiring surface information may be smaller than the amount of light received by the detector 1300 when acquiring color information of the object. Alternatively, when acquiring surface information of the object, the light receiving area of the detector 1300 may be smaller than the light receiving area of the detector 1300 when acquiring color information of the object.
상기 디텍터(1300)를 매트릭스 형태로 구성하고, 상기 광원(1200) 또한 다수의 매트리스 형태로 구성함으로써, 오브젝트의 2차원 평면에 광을 조사하고, 반사되는 광을 측정하여 깊이정보를 연산할 수 있으므로, 상기 제1 제어부(1400)는 이를 통해 3차원 표면정보를 획득할 수 있다.Since the detector 1300 is configured in the form of a matrix and the light source 1200 is also configured in the form of a plurality of mattresses, the depth information can be calculated by irradiating light onto a two-dimensional plane of the object and measuring the reflected light The first control unit 1400 can obtain 3D surface information through this.
즉 상기 디텍터(1300)는 행과 열로 배치되는 다수의 단위화소를 포함하는 화소 어레이로 구성되고, 각각의 화소에 좌표가 부여되어 2차원으로 반사되는 광을 측정할 수 있고, 각각의 화소에서 측정되는 깊이 정보에 의해 3차원 표면정보가 획득될 수 있다.That is, the detector 1300 is composed of a pixel array including a plurality of unit pixels arranged in rows and columns, and coordinates are applied to each pixel to measure light reflected in two dimensions, and measured in each pixel. 3D surface information may be obtained by the depth information.
제1 실시 예에 따른 스캐너는 도 12와 같이 색상정보를 획득하고, 도13과 같이 표면정보를 획득할 수 있다. 제1 실시 예에 따른 스캐너는 별도의 렌즈의 물리적 이동없이 상기 광학계(1500)에 인가되는 전압을 제어함으로써 하나의 스캐너로 표면정보와 색상정보를 획득할 수 있다. 따라서, 스캐너의 진동 및 소음을 방지할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 표면정보와 색상정보를 취득할 수 있는 크로마틱 콘포칼 방식의 스캐너가 구현될 수 있다.The scanner according to the first embodiment may acquire color information as shown in FIG. 12, and obtain surface information as shown in FIG. 13. The scanner according to the first embodiment may obtain surface information and color information with a single scanner by controlling the voltage applied to the optical system 1500 without physically moving a separate lens. Therefore, vibration and noise of the scanner can be prevented. In other words, a scanner of a chromatic confocal method capable of acquiring surface information and color information may be implemented.
또한, 제1 실시 예에 따른 스캐너는 표면정보와 색상정보를 조합하여 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상을 생성할 수 있어 보다 실제적인 모델링이 가능하다. 특히, 구강 스캐너의 경우 오브젝트가 치아이므로, 치아의 3D표면정보 뿐만 아니라 색상정보를 얻을 수 있어 임플란트 제작시 주변치아색을 고려하여 치아를 디자인할 수 있는 효과가 있다.In addition, the scanner according to the first embodiment may generate a stereoscopic image of an object having color by combining surface information and color information, thereby enabling more realistic modeling. In particular, in the case of an oral scanner, since the object is a tooth, not only the 3D surface information of the tooth but also the color information can be obtained, so that the tooth can be designed in consideration of the surrounding tooth color when manufacturing the implant.
(6) 스캐너의 광각 미리보기 획득(6) Acquire wide-angle preview of scanner
도 14는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 광각 미리보기 획득 동작을 나타내는 도면이다.14 is a view illustrating a wide-angle preview acquisition operation of the scanner according to the first embodiment.
도 14를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학계(1500)가 제3 상태로 동작한다. 여기서, 도 12와 동일한 동작은 상세한 설명을 생략한다. 이 경우, 상기 광학계(1500)는 오목렌즈와 같이 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 광의 경로가 변경되어 발산될 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 상기 광축을 기준으로 광의 경계가 점진적으로 외부로 진행할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 수광영역은 상기 광학계(1500)로부터 멀어질수록 커질 수 있다.Referring to FIG. 14, in the scanner 1000 according to the first embodiment, the optical system 1500 operates in a third state. Here, detailed description of the same operations as those of FIG. 12 will be omitted. In this case, the optical system 1500 may operate like a concave lens. The light output from the optical system 1500 may be diverted by changing the path of the light. The light output from the optical system 1500 may gradually progress to the outside of the boundary of the light based on the optical axis. The light receiving area of the light output from the optical system 1500 may increase as the distance from the optical system 1500 increases.
상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 가로축(x)을 따라 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 미러(1700) 방향으로 진행한다. 상기 미러(1700)에 도달한 광은 반사되어 상기 제2 세로축(y2)을 따라 오브젝트로 전달된다. 상기 오브젝트에 입사된 광은 도 12의 오브젝트에 입사된 광에 비해 넓은 수광영역을 가질 수 있다. 즉, 상기 오브젝트에 입사된 광은 넓은 수광영역을 가지므로 상기 오브젝트의 보다 넓은 영역이 조명된다.The light output from the optical system 1500 travels in the direction of the mirror 1700 through the second optical path conversion unit 1501 along the horizontal axis x. The light reaching the mirror 1700 is reflected and transmitted to the object along the second vertical axis y2. The light incident on the object may have a wider light receiving area than the light incident on the object of FIG. 12. That is, since light incident on the object has a wide light receiving area, a wider area of the object is illuminated.
상기 오브젝트에 의해 반사된 광은 상기 미러(1700)로 전달되어 반사되고 상기 가로축(x)을 따라 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 광학계(1500)로 전달된다. 상기 광학계(1500)에 입사된 광은 반대로 수광영역이 작아지도록 변경되어 상기 빔스플리터(1600)로 전달된다. The light reflected by the object is transmitted to and reflected by the mirror 1700, and is transmitted to the optical system 1500 through the second optical path converter 1501 along the horizontal axis x. On the contrary, the light incident on the optical system 1500 is changed to reduce the light receiving area and is transmitted to the beam splitter 1600.
상기 빔스플리터(1600)에 도달한 광은 반사되어 상기 제1 세로축(y1)을 따라 상기 디텍터(1300) 방향으로 전달되고, 상기 디텍터(1300)는 입사된 광을 전기신호로 변환하여 상기 오브젝트의 광각 미리보기 정보를 획득할 수 있다. 상기 미러(1700)로 부터 상기 광학계(1500)로 입사되는 광에 있어서, 보다 넓은 영역의 광이 상기 디텍터(1300)에 입사됨으로써 도 12의 미리보기 영상에 비해 보다 넓은 범위의 미리보기 영상을 생성할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 사용자에게 광각 미리보기영상을 제공하여 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.The light reaching the beam splitter 1600 is reflected and transmitted along the first vertical axis y1 toward the detector 1300, and the detector 1300 converts the incident light into an electrical signal to convert the light into an electrical signal. Wide-angle preview information can be obtained. In the light incident from the mirror 1700 into the optical system 1500, a wider area of light is incident on the detector 1300 to generate a wider preview image than the preview image of FIG. 12. can do. The first control unit 1400 may provide a wide-angle preview image to the user, thereby improving user convenience.
(7) 스캐너의 구동방법(7) Driving method of scanner
1) 시분할 구동1) Time division drive
도 15는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 구동방법을 나타내는 도면이다.15 is a view showing a method of driving a scanner according to the first embodiment.
도 15를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 시분할 방식으로 구동될 수 있다. 상기 스캐너(1000)는 제1 구간과 제2 구간으로 반복되어 구동될 수 있다.Referring to FIG. 15, the scanner 1000 according to the first embodiment may be driven in a time division manner. The scanner 1000 may be repeatedly driven in a first section and a second section.
상기 제1 구간은 상기 제2 구간에 비해 상대적으로 긴 구간이거나 짧은 구간일 수 있다. 또는 상기 제1 구간은 상기 제2 구간과 동일한 길이를 가질 수도 있다. 다만, 상기 표면정보를 획득하는 제1 구간이 연산량이 많아 상기 제1 구간이 제2 구간에 비해 상대적으로 긴 시간을 가지는 것이 보다 적합할 수 있다.The first section may be a longer section or a shorter section than the second section. Alternatively, the first section may have the same length as the second section. However, it may be more appropriate that the first section for acquiring the surface information has a large amount of calculation and has a relatively longer time than the second section.
상기 제1 구간에서 상기 스캐너(1000)는 표면정보를 획득할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 제1 구간에서 상기 광학계(1500)를 제2 상태로 동작시켜, 상기 디텍터(1300)에 인가되는 광을 통해 오브젝트의 표면정보를 획득할 수 있다.In the first section, the scanner 1000 may obtain surface information. The first controller 1400 may operate the optical system 1500 in a second state in the first section to acquire surface information of an object through light applied to the detector 1300.
상기 제2 구간에서 상기 스캐너(1000)는 색상정보를 획득할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 제2 구간에서 상기 광학계(1500)를 제1 상태로 동작시켜, 상기 디텍터(1300)에 인가되는 광을 통해 오브젝트의 색상정보를 획득할 수 있다.In the second section, the scanner 1000 may acquire color information. The first controller 1400 operates the optical system 1500 in a first state in the second section to acquire color information of an object through light applied to the detector 1300.
또한 도시하지는 않았지만, 상기 제2 구간에서 상기 스캐너(1000)는 미리보기 정보를 추가적으로 획득할 수 있다. 상기 제2 구간에서 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)를 제1 상태로 동작시켜 상기 디텍터(1300)에 인가되는 광을 통해 미리보기 정보를 획득할 수 있다.In addition, although not shown, the scanner 1000 may additionally obtain preview information in the second section. In the second section, the first controller 1400 may operate the optical system 1500 in a first state to obtain preview information through light applied to the detector 1300.
상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)를 제1 상태 또는 제2 상태로 구동시킨다. 상기 광학계(1500)가 제1 상태로 동작하기 위해 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)에 인가되어야 하는 전압 세트를 제1 전압세트로 정의할 수 있다. 상기 광학계(1500)가 제2 상태로 동작하기 위해 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)에 인가되어야 하는 전압 세트를 제2 전압세트로 정의할 수 있다.The first controller 1400 drives the optical system 1500 to a first state or a second state. In order for the optical system 1500 to operate in the first state, a voltage set to be applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 may be defined as a first voltage set. In order to operate the optical system 1500 in the second state, a voltage set to be applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 may be defined as a second voltage set.
상기 제1 전압세트 및 제2 전압세트는 룩업 테이블 형태로 저장될 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 룩업 테이블 형태로 저장된 제1 전압세트 또는 제2 전압세트를 상기 광학계(1500)로 인가하여 상기 광학계(1500)를 제1 상태 또는 제2 상태로 동작시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 제어부(1400)는 제1 구간에서 상기 광학계(1500)에 제2 전압세트를 인가하여 상기 광학계(1500)를 제2 상태로 구동시킬 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 제2 구간에서 상기 광학계(1500)에 제1 전압세트를 인가하여 상기 광학계(1500)는 제1 상태로 구동시킬 수 있다.The first voltage set and the second voltage set may be stored in the form of a lookup table. The first controller 1400 may operate the optical system 1500 in a first state or a second state by applying the first voltage set or the second voltage set stored in the lookup table form to the optical system 1500. . That is, the first controller 1400 can drive the optical system 1500 to the second state by applying a second voltage set to the optical system 1500 in the first section. The first controller 1400 may apply the first voltage set to the optical system 1500 in the second section to drive the optical system 1500 to a first state.
상기 광학계(1500)가 제1 상태에 있는 경우 상기 색상정보와 상기 미리보기 정보는 서로 분리되어 측정되는 것이 아니라, 상기 디텍터(1300)에 인가된 광을 변경하면, 색상정보와 미리보기 정보를 함께 획득할 수 있다.When the optical system 1500 is in the first state, the color information and the preview information are not measured separately from each other, but when the light applied to the detector 1300 is changed, the color information and the preview information are combined. Can be obtained.
상기 스캐너(1000)를 시분할 방식으로 구현함으로써 짧은 시간에 표면정보와 색상정보를 얻을 수 있어 이를 조합하여 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상을 획득할 수 있다.By implementing the scanner 1000 in a time division manner, surface information and color information can be obtained in a short time, and a combination thereof can be obtained to obtain a stereoscopic image of an object having color.
2) 다른 구동방법2) Other driving method
도 16은 제1 실시 예에 따른 스캐너의 다른 구동방법을 나타내는 도면이다.16 is a view showing another driving method of the scanner according to the first embodiment.
도 16은 도 15에 비해 제3 구간이 추가된 것 이외에는 동일하다. 따라서, 도 16을 설명함에 있어, 도 15와 공통되는 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.FIG. 16 is the same as in FIG. 15 except that the third section is added. Therefore, in describing FIG. 16, a detailed description of the structure common to that of FIG. 15 will be omitted.
도 16을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 시분할 방식으로 구동될 수 있다. 상기 스캐너(1000)는 제1 구간, 제2 구간 및 제3 구간이 반복되어 구동될 수 있다.Referring to FIG. 16, the scanner 1000 according to the first embodiment may be driven in a time division manner. The scanner 1000 may be driven by repeating a first section, a second section, and a third section.
상기 제3 구간은 상기 제1 구간 및 제2 구간에 비해 상대적으로 짧은 구간일 수 있다. 상기 제3 구간은 제1 구간 및 제2 구간에 비해 연산량이 작아 상대적으로 짧은 구간을 가지더라도 처리가 가능하다.The third section may be a section shorter than the first section and the second section. The third section may be processed even if the third section has a relatively short section because the computation amount is smaller than that of the first section and the second section.
상기 스캐너(1000)는 상기 제1 구간, 제2 구간 및 제3 구간 순서대로 순차적으로 구동될 수 있다. 상기 제3 구간에서 상기 스캐너(1000)는 광각 미리보기 정보를 획득할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 제3 구간에서 상기 광학계(1500)를 제3 상태로 동작시켜, 상기 디텍터(1300)에 인가되는 광을 통해 상기 오브젝트에 대한 광각 미리보기 정보를 획득할 수 있다.The scanner 1000 may be sequentially driven in order of the first section, the second section, and the third section. In the third section, the scanner 1000 may obtain wide-angle preview information. The first controller 1400 may operate the optical system 1500 in a third state in the third section to obtain wide-angle preview information on the object through light applied to the detector 1300. .
상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)를 제1 상태, 제2 상태 또는 제3 상태로 구동시킬 수 있다. 상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하기 위해 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)에 인가되어야 하는 전압 세트를 제3 전압세트로 정의할 수 있다.The first controller 1400 can drive the optical system 1500 to a first state, a second state, or a third state. In order to operate the optical system 1500 in a third state, a voltage set to be applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 may be defined as a third voltage set.
상기 제3 전압세트는 룩업 테이블 형태로 저장될 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 룩업 테이블 형태로 저장된 제1 전압세트, 제2 전압세트 또는 제3 전압세트를 상기 광학계(1500)로 인가하여 상기 광학계(1500)를 제1 상태, 제2 상태 또는 제3 상태로 동작시킬 수 있다.상기 스캐너(1000)를 시분할 방식으로 구현하여 표면정보, 색상정보 및 광각 미리보기 정보를 짧은 시간에 획득할 수 있는 효과가 있다.The third voltage set may be stored in the form of a lookup table. The first controller 1400 applies the first voltage set, the second voltage set, or the third voltage set stored in the form of the lookup table to the optical system 1500 to apply the optical system 1500 to the first state and the second state. Alternatively, the scanner 1000 may be operated in a third state. By implementing the scanner 1000 in a time division manner, surface information, color information, and wide-angle preview information may be acquired in a short time.
3. 제2 실시 예-오토 포커스3. Second Embodiment-Auto Focus
도 17은 제2 실시 예에 따른 스캐너를 나타내는 도면이다.17 is a diagram illustrating a scanner according to a second embodiment.
제2 실시 예에 따른 스캐너는 제1 실시 예와 비교하여 제2 상태에서 광학계의 특성이 변경되는 것 이외에는 동일하다. 따라서, 제2 실시 예에 따른 스캐너를 설명함에 있어서, 제1 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.The scanner according to the second embodiment is the same as the first embodiment except that the characteristics of the optical system are changed in the second state. Therefore, in the description of the scanner according to the second embodiment, the same reference numerals are assigned to components common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
도 17을 참조하면, 제2 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학계(1500)가 제2 상태로 동작한다. 상기 광학계(1500)는 초점이 변경되는 볼록렌즈 역할을 할 수 있다. 이에 의해, 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 다수의 광들의 초점은 변경될 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 다수의 광들의 초점이 변경되도록 제어할 수 있다. 즉, 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 변경될 수 있다. 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 광학계(1500)로부터 인접한 방향으로 이동할 수도 있고, 상기 광학계(1500)로부터 이격된 방향으로 이동할 수도 있다.Referring to FIG. 17, in the scanner 1000 according to the second embodiment, the optical system 1500 operates in a second state. The optical system 1500 may serve as a convex lens whose focus is changed. As a result, the focus of the plurality of lights output from the optical system 1500 may be changed. The first controller 1400 may control the focus of a plurality of lights output from the optical system 1500 to be changed. That is, the focus of the second light l2 and the third light l3 may be changed. The focus of the second light l2 and the third light l3 may move in a direction adjacent to the optical system 1500, or may move in a direction spaced apart from the optical system 1500.
상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 액정층(1530)에 형성되는 전계의 세기에 의해 변경될 수 있다. 상기 액정층(1530)의 중앙영역의 전계와 외곽영역의 전계의 편차가 클수록 제1 실시 예의 제2 상태의 볼록렌즈에 비해 굴절율이 커질 수 있다. 상기 전계의 편차가 클수록 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 광학계(1500) 방향으로 이동한다.The focus of the second light l2 and the third light l3 may be changed by the intensity of the electric field formed in the liquid crystal layer 1530. As the deviation between the electric field in the central region and the electric field in the outer region of the liquid crystal layer 1530 increases, the refractive index may be greater than that of the convex lens in the second state of the first embodiment. As the deviation of the electric field increases, the focal point of the second light l2 and the third light l3 moves in the direction of the optical system 1500.
또한, 상기 액정층(1530)의 중앙영역의 전계와 외곽영역의 전계의 편차가 작을수록 제1 실시 예의 제2 상태의 볼록렌즈에 비해 굴절율이 작아질 수 있다. 상기 전계의 편차가 작을수록 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 광학계(1500)로부터 이격되는 방향으로 이동한다.In addition, the smaller the deviation between the electric field of the central region and the electric field of the outer region of the liquid crystal layer 1530, the smaller the refractive index of the convex lens of the second state of the first embodiment. As the deviation of the electric field becomes smaller, the focal point of the second light l2 and the third light l3 moves in a direction away from the optical system 1500.
상기 광학계(1500)의 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)에 인가되는 전압이 변경됨으로써 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 다수의 광들의 초점이 변경될 수 있다. 출력되는 다수의 광의 초점은 상기 광학계(1500)의 중앙영역의 상부전극과 하부전극의 전압차와 상기 광학계(1500)의 외곽영역의 상부전극과 하부전극의 전압차의 편차가 클수록 상기 광학계(1500) 방향으로 이동하고 상기 편차가 작을수록 상기 광학계(1500)로부터 이격되는 방향으로 이동할 수 있다.By changing the voltages applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 of the optical system 1500, the focus of the plurality of lights output from the optical system 1500 may be changed. The focus of the plurality of light outputs is the greater the difference between the voltage difference between the upper electrode and the lower electrode in the center region of the optical system 1500 and the voltage difference between the upper electrode and the lower electrode in the outer region of the optical system 1500. Direction and the smaller the deviation, the greater the distance from the optical system 1500.
상기 제1 제어부(1400)가 제2 광(l2)의 초점과 제3 광(l3)의 초점을 변경시키므로, 상기 제2 광(l2)의 초점과 상기 제3 광(l3)의 초점은 상기 제2 세로축(y2) 상에서 이동될 수 있다. 즉, 상기 제2 광(l2)이 제1 초점 깊이를 가지고, 제3 광(l3)이 제2 초점 깊이를 가지는 상태에서 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)를 제어하여 상기 제2 광(l2)의 초점 깊이를 제3 초점 깊이로 이동시킬 수 있고, 상기 제3 광(l3)의 초점 깊이를 제4 초점 깊이로 이동시킬 수 있다.Since the first controller 1400 changes the focus of the second light l2 and the focus of the third light l3, the focal point of the second light l2 and the focus of the third light l3 are the same. It may be moved on the second vertical axis y2. That is, in the state where the second light l2 has the first focus depth and the third light l3 has the second focus depth, the first controller 1400 controls the optical system 1500 to control the first light. The focal depth of the second light l2 may be moved to the third focal depth, and the focal depth of the third light l3 may be moved to the fourth focal depth.
상기 제2 광(l2)의 초점과 상기 제3 광(l3)의 초점은 상기 오브젝트방향으로 이동될 수도 있고, 상기 미러(1700) 방향으로 이동될 수도 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)에 인가되는 전압을 변경함으로써 상기 제2 광(l2)의 초점과 상기 제3 광(l3)의 초점이 이동되도록 제어할 수 있다. 상기 제2 광(l2)의 초점과 상기 제3 광(l3)의 초점이 이동됨으로써 오토포커스가 구현될 수 있다.The focus of the second light l2 and the focus of the third light l3 may be moved in the direction of the object or in the direction of the mirror 1700. The first controller 1400 may control the focal point of the second light l2 and the focal point of the third light l3 to be moved by changing a voltage applied to the optical system 1500. Autofocus may be implemented by shifting the focal point of the second light l2 and the focal point of the third light l3.
상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3) 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 반사되어 상기 미러(1700), 광학계(1500) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 입사된다. Among the second light l2 and the third light l3, the light having the focus on the surface of the object is reflected to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, and the beam splitter 1600. Incident).
상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3) 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광이 존재하지 않는 경우 상기 제1 제어부(1400)는 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3) 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광이 존재하도록 상기 광학계(1500)에 인가되는 전압을 변경하여 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점을 이동시킬 수 있다.When there is no light in focus on the surface of the object among the second light l2 and the third light l3, the first control unit 1400 controls the second light l2 and the third light ( The focal point of the second light l2 and the third light l3 may be shifted by changing the voltage applied to the optical system 1500 such that the light at the focal point is present on the surface of the object.
즉, 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광에 의해 상기 오브젝트의 표면이 검출되지 않는 경우 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 초점을 이동시켜 상기 오브젝트의 표면을 검출할 수 있다.That is, when the surface of the object is not detected by the light output from the optical system 1500, the surface of the object may be detected by shifting the focus of the light output from the optical system 1500.
상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 의해 생성되는 신호가 일정크기 미만인 경우 상기 광학계(1500)에 인가되는 전압을 변경하여 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 초점을 이동시켜가며 상기 디텍터(1300)에 의해 생성되는 신호를 측정하고, 상기 신호가 일정크기 이상인 경우 상기 광학계(1500)에 인가되는 전압을 그 상태로 고정한다.When the signal generated by the detector 1300 is less than a predetermined size, the first controller 1400 changes the voltage applied to the optical system 1500 to shift the focus of the light output from the optical system 1500. The signal generated by the detector 1300 is measured, and when the signal is greater than or equal to a predetermined size, the voltage applied to the optical system 1500 is fixed in that state.
상기 스캐너(1000)가 오토 포커스로 구현됨으로써 상기 스캐너(1000)는 보다 정확한 표면정보를 획득할 수 있다.Since the scanner 1000 is implemented with auto focus, the scanner 1000 may obtain more accurate surface information.
또한, 상기 스캐너(1000)가 구강 스캐너인 경우 종래에는 치아에 구강 스캐너를 밀착시킨 상태로 이동시켜 표면정보를 획득하였는데, 상기 스캐너(1000)가 오토 포커스로 구현됨으로써 사용자의 자유도가 보장될 수 있다. 즉, 상기 스캐너(1000)가 상기 치아로부터 일정거리가 유지된 상태로 이동시키지 않더라도 치아의 표면정보를 획득할 수 있는 장점이 있다.In addition, when the scanner 1000 is an oral scanner, the surface information is obtained by moving the oral scanner in close contact with a tooth in the related art, and the scanner 1000 is implemented as an auto focus, so that the freedom of the user may be guaranteed. . That is, even if the scanner 1000 does not move in a state where a certain distance is maintained from the tooth, there is an advantage of obtaining surface information of the tooth.
또한, 상기 광원(1200)의 파장을 선택적으로 사용하여도 상기 표면정보를 획득할 수 있는 효과가 있다. 상기 광원(1200)의 파장에 의해 상기 광학계(1500)에 의해 출력되는 광의 파장 및 초점거리가 결정될 수 있는데, 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 최대 초점거리와 최소 초점거리의 거리편차가 작더라도 표면정보를 획득할 수 있다. 즉, 오브젝트가 광의 최대 초점거리와 최소 초점거리 사이에 모두 위치하지 않는다고 하더라도 상기 광학계(1500)가 오토 포커스 기능을 가짐으로써 초점거리를 이동시켜가며 상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 수 있다. 이는 백색광원 중 측정이 상대적으로 쉬운 특정 파장영역대의 광만 사용하더라도 상기 스캐너(1000)가 오브젝트의 표면정보를 정확히 획득할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, even when the wavelength of the light source 1200 is selectively used, the surface information may be obtained. The wavelength and the focal length of the light output by the optical system 1500 may be determined by the wavelength of the light source 1200, even if the distance deviation between the maximum focal length and the minimum focal length of the light output from the optical system 1500 is small. Surface information can be obtained. That is, even if the object is not located between the maximum focal length and the minimum focal length of light, the optical system 1500 may acquire the surface information of the object while moving the focal length by having the auto focus function. This means that the scanner 1000 can accurately obtain the surface information of the object even when only light of a specific wavelength region of the white light source is relatively easy to measure.
또한, 오브젝트의 크기가 큰 경우에도 상기 광학계(1500)의 오토 포커스 기능을 이용하여 초점거리를 이동시켜가며 상기 스캐너(1000)는 오브젝트의 표면정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.In addition, even when the size of the object is large, the focal length is moved by using the autofocus function of the optical system 1500, and the scanner 1000 has an effect of acquiring surface information of the object.
4. 제3 실시 예-색수차 발생 물리렌즈4. Embodiment 3-Chromatic Aberration Generation Physical Lens
(1) 스캐너 구조(1) scanner structure
도 18은 제3 실시 예에 따른 스캐너의 구조를 나타내는 도면이다.18 is a view showing the structure of a scanner according to a third embodiment.
제3 실시 예에 따른 스캐너는 제1 실시 예의 스캐너와 비교하여 렌즈를 더 포함하고, 광학계(1500)의 역할이 상이한 것 이외에는 제1 실시 예와 동일하다. 따라서, 제1 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.The scanner according to the third embodiment further includes a lens as compared to the scanner of the first embodiment, and is identical to the first embodiment except that the role of the optical system 1500 is different. Therefore, the same reference numerals are assigned to the components common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
도 18을 참조하면, 제3 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100)이 렌즈(1800)를 더 포함할 수 있다. 상기 렌즈(1800)는 물리렌즈, 볼록렌즈 또는 프레넬 렌즈일 수 있다. 상기 렌즈(1800)를 투과한 광은 상기 가로축(x) 상에 모여 그 초점은 상기 가로축(x) 상에 위치할 수 있다.Referring to FIG. 18, in the scanner 1000 according to the third embodiment, the optical system 1100 may further include a lens 1800. The lens 1800 may be a physical lens, a convex lens, or a Fresnel lens. Light passing through the lens 1800 may be collected on the horizontal axis x, and the focus thereof may be positioned on the horizontal axis x.
상기 렌즈(1800)는 액정렌즈일 수 있다. 이 경우, 상기 렌즈(1800)는 상기 광학계(1500)의 제2 상태가 유지된 상태의 액정렌즈일 수 있다.The lens 1800 may be a liquid crystal lens. In this case, the lens 1800 may be a liquid crystal lens in a state where the second state of the optical system 1500 is maintained.
상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터의 광을 변환하여 상기 미러(1700)로 출력할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터의 광의 초점거리, 색수차, 및/또는 경로를 조절할 수 있다. 상기 광학계 (1500)는 상기 전기 신호에 의해 상기 광원(1200)으로부터의 광의 초점거리, 색수차 및/또는 광의 경로를 조절할 수 있다.The optical system 1500 may convert light from the lens 1800 and output the converted light to the mirror 1700. The optical system 1500 may adjust a focal length, chromatic aberration, and / or path of light from the lens 1800. The optical system 1500 may adjust a focal length, chromatic aberration and / or path of light from the light source 1200 by the electric signal.
상기 광학계(1500)는 액정렌즈 또는 액체렌즈일 수 있다.The optical system 1500 may be a liquid crystal lens or a liquid lens.
상기 광학계(1500)는 제1 상태와 제1 상태와 다른 상태로 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 제1 상태와 제3 상태로 동작할 수 있다.The optical system 1500 may operate in a state different from the first state and the first state. The optical system 1500 may operate in a first state and a third state.
(2) 스캐너의 표면정보 획득(2) Acquire surface information of scanner
도 19는 제3 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.19 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of a scanner according to a third embodiment.
도 19를 참조하면, 제3 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학계(1500)가 제1 상태로 동작한다. 상기 광원(1200)으로부터의 광은 상기 빔스플리터(1600)를 투과하여 상기 렌즈(1800)에 입사되고, 상기 제1 광경로 변환부(1201)를 통해 상기 빔스플리터(1600)로 전달될 수 있다.Referring to FIG. 19, in the scanner 1000 according to the third embodiment, the optical system 1500 operates in a first state. Light from the light source 1200 may pass through the beam splitter 1600 and be incident on the lens 1800, and may be transmitted to the beam splitter 1600 through the first optical path converter 1201. .
상기 렌즈(1800)는 볼록렌즈 또는 볼록렌즈에 대응되는 광학적 특성을 가지는 프레넬 렌즈이므로, 상기 렌즈(1800)로부터 출력되는 광은 파장 별로 서로 다른 초점을 가지는 광으로 출력될 수 있다.Since the lens 1800 is a convex lens or a Fresnel lens having optical characteristics corresponding to the convex lens, the light output from the lens 1800 may be output as light having different focus for each wavelength.
예를 들어, 상기 렌즈(1800)에 제1 광(l1)이 입사되면, 상기 렌즈(1800)는 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)을 출력할 수 있다. 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 서로 초점거리가 다른 광이거나 서로 다른 파장을 가질 수 있다. 상기 제2 광(l2)은 상기 제3 광(l3)보다 짧은 초점거리를 가질 수 있다. 상기 제2 광(l2)의 초점은 상기 제3 광(l3)의 초점보다 상기렌즈(1800)에 인접할 수 있다.For example, when the first light l1 is incident on the lens 1800, the lens 1800 may output the second light l2 and the third light l3. The second light l2 and the third light l3 may be light having different focal lengths or different wavelengths. The second light l2 may have a shorter focal length than the third light l3. The focus of the second light l2 may be closer to the lens 1800 than the focus of the third light l3.
상기 렌즈(1800)로부터 출력된 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 상기 가로축(x)을 따라 상기 광학계(1500) 방향으로 진행한다. 상기 광학계(1500)가 제1 상태로 동작하는 경우 상기 광학계(1500)는 입사되는 광을 변경하지 않고 전달하므로, 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 상기 광학계(1500)를 투과하여 상기 미러(1700)로 진행하고, 상기 미러(1700)에 의해 반사되어 상기 오브젝트로 전달된다.The second light l2 and the third light l3 output from the lens 1800 travel in the direction of the optical system 1500 along the horizontal axis x. When the optical system 1500 operates in the first state, the optical system 1500 transmits the incident light without changing the incident light, so that the second light l2 and the third light l3 transmit the optical system 1500. The light is transmitted to the mirror 1700, reflected by the mirror 1700, and transmitted to the object.
상기 오브젝트에 입사되는 광 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 반사되어 다시 미러(1700), 광학계(1500), 렌즈(1800) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 입사되고, 상기 디텍터(1300)는 입사되는 광을 이용해 상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 수 있다.Among the light incident on the object, the light having the focus on the surface of the object is reflected and incident again to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, the lens 1800, and the beam splitter 1600. The detector 1300 may acquire surface information of the object by using incident light.
(3) 오브젝트의 색상정보 획득(3) Acquiring color information of object
도 20은 제3 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.20 is a diagram illustrating an operation of acquiring color information of a scanner according to a third embodiment.
도 20을 참조하면, 제3 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학계(1500)가 제3 상태로 동작한다. 여기서, 도 19와 동일한 동작은 상세한 설명을 생략한다. 이 경우, 상기 광학계(1500)는 오목렌즈로 동작한다. 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 입사되는 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 입사되는 광의 초점을 제거할 수 있다. 즉, 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(181800)로부터 입사되는 광을 평행광으로 변경할 수 있다.Referring to FIG. 20, in the scanner 1000 according to the third embodiment, the optical system 1500 operates in a third state. Here, detailed description of the same operation as that of FIG. 19 is omitted. In this case, the optical system 1500 operates as a concave lens. The optical system 1500 may change a path of light incident from the lens 1800. The optical system 1500 may remove a focus of light incident from the lens 1800. That is, the optical system 1500 may change light incident from the lens 181800 into parallel light.
상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 입사되는 광의 색수차를 변경하거나 제거할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 입사되는 광의 색수차를 보상할 수 있다. The optical system 1500 may change or remove chromatic aberration of light incident from the lens 1800. The optical system 1500 may compensate for chromatic aberration of light incident from the lens 1800.
상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 전달된 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 색수차를 보상한 제2-1광 및 제3-1광을 출력할 수 있다. 상기 제2-1광과 제3-1광의 초점깊이의 차이는 상기 제2 광(l2)과 상기 제3 광(l3)의 초점깊이의 차이보다 작을 수 있다. 상기 제2-1광과 제3-1광의 초점깊이는 동일할 수 있다.The optical system 1500 may output 2-1 light and 3-1 light that compensate for chromatic aberration of the second light l2 and the third light l3 transmitted from the lens 1800. The difference between the depths of focus of the 2-1st light and the 3-1th light may be smaller than the difference between the depth of focus of the second light l2 and the third light l3. The depth of focus of the 2-1 light and the 3-1 light may be the same.
상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 전달된 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 색수차를 보상하여 제4 광(l4)을 출력할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 전달된 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 경로를 변경하여 평행광인 제4 광(l4)을 출력할 수 있다. The optical system 1500 may output the fourth light l4 by compensating for chromatic aberration between the second light l2 and the third light l3 transmitted from the lens 1800. The optical system 1500 may output the fourth light l4 that is parallel light by changing the paths of the second light l2 and the third light l3 transmitted from the lens 1800.
상기 제4 광(l4)은 상기 가로축(x)을 따라 상기 미러(1700)로 입사되고, 상기 미러(1700)는 상기 제4 광(l4)을 반사시켜 상기 오브젝트로 전달할 수 있다. 상기 오브젝트에 의해 반사된 광은 다시 미러(1700), 광학계(1500), 렌즈(1800), 빔스플리터(1600)를 거쳐 상기 디텍터(1300)로 전달된다. 상기 오브젝트에 의해 반사된 광이 디텍터(1300)에 전달되는 과정에서 상기 미러(1700)로부터 상기 광학계(1500) 방향으로 광이 입사되어 다시 색수차가 발생하더라도, 상기 렌즈(1800)를 지나며 색수차가 다시 보상되므로, 상기 디텍터(1300)에는 색수차가 없는 광이 입사될 수 있다.The fourth light l4 may be incident to the mirror 1700 along the horizontal axis x, and the mirror 1700 may reflect the fourth light l4 and transmit the reflected light to the object. The light reflected by the object is transmitted to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, the lens 1800, and the beam splitter 1600. Although the light reflected by the object is transmitted to the detector 1300, even if light is incident from the mirror 1700 toward the optical system 1500 and chromatic aberration occurs again, the chromatic aberration passes again through the lens 1800. As it is compensated, light without chromatic aberration may be incident on the detector 1300.
상기 오브젝트에 의해 출력된 광은 백색광이고, 상기 오브젝트에 의해 반사된 광을 상기 디텍터에서 검출함으로써 상기 스캐너(1000)는 상기 오브젝트의 색상정보를 얻을 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 입사된 광을 통해 상기 오브젝트의 표면 색상을 취득할 수 있다.The light output by the object is white light, and the scanner 1000 may obtain color information of the object by detecting the light reflected by the object with the detector. The first controller 1400 may acquire the surface color of the object through the light incident on the detector 1300.
또는 상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 입사된 광을 통해 상기 오브젝트의 미리보기 영상을 획득할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 상기 오브젝트의 상부에서 조사되어 반사된 광을 검출하므로, 상기 오브젝트의 상부에서 오브젝트를 바라본 영상을 획득할 수 있다. Alternatively, the first controller 1400 may obtain a preview image of the object through the light incident on the detector 1300. Since the detector 1300 detects the light reflected from the upper part of the object, the detector 1300 may acquire an image of the object viewed from the upper part of the object.
제3 실시 예에 따른 스캐너는 도 19와 같이 표면정보를 획득하고, 도 20과 같이 색상정보를 획득할 수 있다. 상기 제3 실시 예에 따른 스캐너는 광학계(1500)에 인가되는 전압을 제어함으로써 하나의 스캐너로 표면정보와 색상정보를 획득할 수 있다.The scanner according to the third embodiment may acquire surface information as shown in FIG. 19 and acquire color information as shown in FIG. 20. The scanner according to the third embodiment may obtain surface information and color information with one scanner by controlling the voltage applied to the optical system 1500.
또한, 종래의 색수차를 유발하는 물리렌즈와 초점을 변경시키는 물리렌즈를 포함하는 스캐너에서 색수차를 유발하는 물리렌즈를 유지한 채로 초점을 변경시키는 물리렌즈를 광학계로 대체하여 최소한의 설계변경으로 표면정보와 색상정보를 획득하는 스캐너를 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, in a scanner including a physical lens that causes chromatic aberration and a physical lens that changes focus, the conventional optical lens replaces a physical lens that changes focus while maintaining a physical lens that causes chromatic aberration and replaces the surface information with a minimum design change. And it is effective to implement a scanner to obtain color information.
5. 제4 실시 예- 핀홀 어레이 추가5. Fourth embodiment-add pinhole array
(1) 스캐너 구조(1) scanner structure
도 21은 제4 실시 예에 따른 스캐너의 구조를 나타내는 도면이다.21 is a diagram showing the structure of a scanner according to a fourth embodiment.
제4 실시 예에 따른 스캐너는 제1 실시 예의 스캐너와 비교하여 광경로제어부를 더 포함하는 것 이외에는 제1 실시 예와 동일하다. 따라서, 제4 실시예를 설명함에 있어서, 제1 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.The scanner according to the fourth embodiment is the same as the first embodiment except that the scanner further includes an optical path control unit as compared with the scanner of the first embodiment. Therefore, in the description of the fourth embodiment, the same reference numerals are given to the components common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
도 21을 참조하면, 제4 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100)이 광경로제어부(1900)를 더 포함할 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)는 상기 광원(1200)으로부터 입사되는 광의 특성을 변경시켜 출력할 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)는 면광 또는 점광형태의 광을 선택적으로 출력할 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)는 다수의 점광을 출력할 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)는 매트릭스 형태로 NxM개의 점광을 출력할 수 있다.Referring to FIG. 21, in the scanner 1000 according to the fourth embodiment, the optical system 1100 may further include an optical path controller 1900. The optical path controller 1900 may change the characteristics of the light incident from the light source 1200 and output the changed characteristics. The optical path controller 1900 may selectively output light in the form of surface light or point light. The optical path controller 1900 may output a plurality of point lights. The optical path controller 1900 may output NxM point lights in a matrix form.
상기 광경로제어부(1900)는 평행렌즈(1910), 렌즈 어레이(1920) 및 핀홀 어레이(1930)를 포함할 수 있다.The optical path controller 1900 may include a parallel lens 1910, a lens array 1920, and a pinhole array 1930.
상기 평행렌즈(1910)는 상기 광원(1200)에 인접한 영역에 위치하고, 상기 핀홀 어레이(1930)는 상기 빔스플리터(1600)와 인접한 영역에 위치하고, 상기 렌즈 어레이(1920)는 상기 평행렌즈(1910)와 상기 핀홀 어레이(1930) 사이에 위치할 수 있다. 상기 평행렌즈(1910), 상기 렌즈 어레이(1920) 및 핀홀 어레이(1930)는 상기 가로축(x) 상에 순차적으로 정렬될 수 있다.The parallel lens 1910 is located in an area adjacent to the light source 1200, the pinhole array 1930 is located in an area adjacent to the beam splitter 1600, and the lens array 1920 is located in the parallel lens 1910. And the pinhole array 1930. The parallel lens 1910, the lens array 1920, and the pinhole array 1930 may be sequentially aligned on the horizontal axis x.
상기 평행렌즈(1910)는 볼록렌즈일 수 있다. 상기 평행렌즈(1910)는 상기 광원(1200)으로부터 출력되는 광을 면광으로 변경하여 상기 렌즈 어레이(1920)로 전달할 수 있다. 상기 렌즈 어레이(1920)는 상기 평행렌즈(1910)로부터 전달받은 광을 다수의 초점을 가지도록 집광하여 상기 핀홀 어레이(1930)로 전달할 수 있다.The parallel lens 1910 may be a convex lens. The parallel lens 1910 may convert the light output from the light source 1200 into surface light and transmit the light to the lens array 1920. The lens array 1920 may condense the light received from the parallel lens 1910 to have a plurality of focal points and transmit the light to the pinhole array 1930.
상기 렌즈 어레이(1920)는 필수적인 구성이 아닐 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)는 상기 렌즈 어레이(1920) 없이 상기 평행렌즈(1910) 및 핀홀 어레이로 구성될 수 있다.The lens array 1920 may not be an essential configuration. The optical path controller 1900 may include the parallel lens 1910 and the pinhole array without the lens array 1920.
상기 핀홀 어레이(1930)는 상기 렌즈 어레이(1920)로부터 전달받은 광의 특성을 제어하여 출력할 수 있다. 상기 핀홀 어레이(1930)는 상기 렌즈 어레이(1920)로부터 전달받은 광을 면광 또는 점광 중 어느 하나로 선택적으로 출력할 수 있다.The pinhole array 1930 may control and output characteristics of light received from the lens array 1920. The pinhole array 1930 may selectively output the light received from the lens array 1920 as either surface light or point light.
(2) 렌즈 어레이 및 핀홀 어레이(2) lens array and pinhole array
도 22는 제4 실시 예에 따른 렌즈 어레이를 나타내는 사시도이고, 도 23은 제4 실시 예에 따른 핀홀 어레이를 나타내는 사시도이고, 도 24a 및 도 24b는 제4 실시 예에 따른 렌즈 어레이와 핀홀 어레이에서의 광의 경로를 나타내는 도면이다.22 is a perspective view illustrating a lens array according to a fourth embodiment, FIG. 23 is a perspective view illustrating a pinhole array according to a fourth embodiment, and FIGS. 24A and 24B illustrate a lens array and a pinhole array according to a fourth embodiment. It is a figure which shows the path | route of the light.
도 22를 참조하면, 제4 실시 예에 따른 렌즈 어레이(1920)는 렌즈기판(1921) 및 다수의 렌즈(1923)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 22, the lens array 1920 according to the fourth embodiment may include a lens substrate 1921 and a plurality of lenses 1923.
상기 다수의 렌즈(1923)는 상기 렌즈 기판(1921) 상에 형성될 수 있다. 상기 다수의 렌즈(1923)는 볼록렌즈일 수 있다. 상기 다수의 렌즈(1923)는 상기 렌즈 기판(1921) 상에 일정한 위치에 배치되고, 서로 일정한 간격을 가지도록 배치될 수 있다.The plurality of lenses 1923 may be formed on the lens substrate 1921. The plurality of lenses 1923 may be convex lenses. The plurality of lenses 1923 may be disposed on the lens substrate 1921 at a predetermined position, and may be disposed to have a predetermined distance from each other.
상기 렌즈 기판(1921) 상에 상기 다수의 렌즈(1923)는 매트릭스 형상으로 NxM으로 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 렌즈 기판(1921) 상에는 9개의 렌즈(1923)가 3X3으로 배치될 수 있다.The plurality of lenses 1923 may be disposed on the lens substrate 1921 in NxM in a matrix form. For example, nine lenses 1923 may be disposed at 3 × 3 on the lens substrate 1921.
도 23을 참조하면, 제4 실시 예에 따른 핀홀 어레이(1930)는 핀홀기판(1931)을 포함할 수 있다. 상기 핀홀 기판(1931)에는 다수의 핀홀(1933) 및 차단 영역(1935)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 23, the pinhole array 1930 according to the fourth embodiment may include a pinhole substrate 1931. The pinhole substrate 1931 may include a plurality of pinholes 1933 and blocking regions 1935.
상기 핀홀 어레이(1930)는 스위처블 핀홀 어레이일 수 있다. 상기 핀홀 어레이(1930)는 액정패널일 수 있다. 상기 핀홀 기판(1931) 내부에는 액정층이 주입될 수 있다.The pinhole array 1930 may be a switchable pinhole array. The pinhole array 1930 may be a liquid crystal panel. A liquid crystal layer may be injected into the pinhole substrate 1931.
상기 핀홀 어레이(1930)에 전압이 공급되어 상기 핀홀 어레이(1930)에 차단영역(1935)이 생성될 수 있다. 상기 핀홀 어레이(1930)에 전압이 공급되어 상기 액정층의 액정이 변위되어 상기 핀홀 어레이(1930)에는 광을 투과하지 않는 차단영역(1935)이 형성될 수 있다.A voltage may be supplied to the pinhole array 1930 to generate a blocking region 1935 in the pinhole array 1930. A voltage is supplied to the pinhole array 1930 so that the liquid crystal of the liquid crystal layer is displaced so that a blocking region 1935 that does not transmit light may be formed in the pinhole array 1930.
상기 핀홀 어레이(1930)의 상기 차단영역(1935)에 의해 상기 다수의 핀홀(1933)이 정의될 수 있다. 상기 다수의 핀홀(1933)은 상기 핀홀 기판(1931)에서 상기 차단영역(1935)을 제외한 영역으로서 광을 차단하지 않고 투과하는 영역일 수 있다. 상기 다수의 핀홀(1933)을 통해 상기 핀홀 어레이(1930)로 입사되는 광이 다수의 점광으로 출력될 수 있다.The plurality of pinholes 1933 may be defined by the blocking region 1935 of the pinhole array 1930. The plurality of pinholes 1933 may be a region excluding the blocking region 1935 of the pinhole substrate 1931 and may transmit light without blocking light. Light incident to the pinhole array 1930 through the plurality of pinholes 1933 may be output as a plurality of point lights.
상기 핀홀 기판(1931)에서 상기 차단영역(1935)에만 액정층이 주입될 수 있다. 이 경우에는 상기 차단영역(1935)에 전계를 인가하여 차단영역(1935)을 생성 또는 제거 할 수 있다. 즉, 상기 차단영역(1935)에 전계를 인가하여 차단영역(1935)에 광이 투과되는 것을 차단하거나 광을 투과시킬 수 있다. 이 경우에 상기 다수의 핀홀(1933)에는 액정층이 주입되지 않고, 다수의 핀홀(1933)은 광을 투과하는 상태에 있다.The liquid crystal layer may be injected only into the blocking region 1935 in the pinhole substrate 1931. In this case, an electric field may be applied to the blocking region 1935 to generate or remove the blocking region 1935. That is, an electric field may be applied to the blocking region 1935 to block light from being transmitted to the blocking region 1935 or to transmit light. In this case, the liquid crystal layer is not injected into the plurality of pinholes 1933, and the plurality of pinholes 1933 are in a state of transmitting light.
상기 핀홀 기판(1931) 전체 영역에 액정이 주입될 수도 있다. 즉, 상기 핀홀 기판(1931)의 다수의 핀홀(1933)이 형성되는 영역과 차단영역(1935)에 액정이 주입될 수 있다. 상기 액정층에 전계를 인가하여 상기 차단영역(1935)을 생성할 수 있다. 즉, 상기 액정층에 영역별로 다른 전계를 인가함으로써 상기 차단영역(1935)에는 광이 차단되고, 다수의 핀홀(1933)에는 광이 투과되도록 할 수 있다.Liquid crystal may be injected into the entire area of the pinhole substrate 1931. That is, the liquid crystal may be injected into the region where the plurality of pinholes 1933 are formed and the blocking region 1935 of the pinhole substrate 1931. The blocking region 1935 may be generated by applying an electric field to the liquid crystal layer. That is, light may be blocked in the blocking region 1935 and light may be transmitted to the plurality of pinholes 1933 by applying different electric fields to the liquid crystal layer for each region.
상기 다수의 핀홀(1933)은 매트릭스 형상으로 NxM으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 핀홀 어레이(1930)상에는 9개의 핀홀(1933)이 3X3으로 배치될 수 있다. 각각의 핀홀(1933)은 상기 렌즈 어레이(1920)의 다수의 렌즈(1923)와 대응되는 위치에 위치할 수 있다. 상기 핀홀(1933)은 상기 렌즈(1923)의 초점상에 위치할 수 있다.The plurality of pinholes 1933 may be arranged in the form of matrix NxM. For example, nine pinholes 1933 may be arranged on the pinhole array 1930 in 3 × 3. Each pinhole 1933 may be located at a position corresponding to the plurality of lenses 1923 of the lens array 1920. The pinhole 1933 may be positioned on the focal point of the lens 1923.
상기 핀홀 어레이(1930)는 제1 상태 또는 제2 상태 등의 2가지 상태로 동작될 수 있다. 상기 핀홀 어레이(1930)에 차단영역이 생성된 상태는 제1 상태로 정의되고, 상기 핀홀 어레이(1930)에 차단영역이 생성되지 않은 상태는 제2 상태로 정의될 수 있다.The pinhole array 1930 may be operated in two states, such as a first state or a second state. A state in which the blocking region is generated in the pinhole array 1930 may be defined as a first state, and a state in which the blocking region is not generated in the pinhole array 1930 may be defined as a second state.
상기 제1 상태에서 상기 핀홀 어레이(1930)에 입사된 광은 핀홀(1933)을 통해 출력될 수 있고, 상기 제2 상태에서 상기 핀홀 어레이(1930)에 입사된 광은 상기 핀홀(1933) 뿐만 아니라 상기 차단영역을 통해서도 출력될 수 있다. 즉, 상기 제1 상태에서 상기 핀홀 어레이(1930)는 일반적인 핀홀 어레이 역할을 수행하고, 제2 상태에서 상기 핀홀 어레이(1930)는 유리와 같은 역할을 수행할 수 있다.Light incident on the pinhole array 1930 in the first state may be output through the pinhole 1933, and light incident on the pinhole array 1930 in the second state is not only the pinhole 1933. It can also be output through the blocking area. That is, in the first state, the pinhole array 1930 may serve as a general pinhole array, and in the second state, the pinhole array 1930 may serve as a glass.
도 24a는 제1 상태에서의 광의 경로를 나타내는 도면이고, 도 24b는 제2 상태에서의 광의 경로를 나타내는 도면이다.24A is a diagram illustrating a path of light in the first state, and FIG. 24B is a diagram illustrating a path of light in the second state.
도 24a를 참조하면, 상기 렌즈 어레이(1920)와 핀홀 어레이(1930)는 대향하여 이격되게 배치될 수 있다. 상기 핀홀 어레이(1930)는 제1 상태로 동작할 수 있다. Referring to FIG. 24A, the lens array 1920 and the pinhole array 1930 may be spaced apart from each other. The pinhole array 1930 may operate in a first state.
상기 평행렌즈(1910)에 의해 출력된 평행광은 상기 렌즈 어레이(1920)에 입사되고, 각각의 렌즈(1923)에 의해 굴절되어 상기 핀홀 어레이(1930)로 전달될 수 있다. Parallel light output by the parallel lens 1910 may be incident on the lens array 1920, may be refracted by each lens 1923, and transmitted to the pinhole array 1930.
상기 렌즈 어레이(1920)로부터 전달된 광은 상기 핀홀 어레이(1930)를 투과하여 점광으로 출력될 수 있다. 각각의 핀홀(1933)은 상기 핀홀(1933) 상에 초점이 형성된 광을 투과시켜 점광형태로 출력할 수 있다. 상기 핀홀(1933)이 매트릭스 형상으로 배치되므로, 상기 핀홀 어레이(1930)로부터 출력되는 광도 매트릭스 형상으로 배치된 다수의 점광일 수 있다. 상기 점광의 개수는 상기 핀홀 어레이(1930)의 핀홀(1933)의 개수와 동일할 수 있다.Light transmitted from the lens array 1920 may be transmitted through the pinhole array 1930 and output as point light. Each pinhole 1933 may transmit light having a focus on the pinhole 1933 and output in the form of point light. Since the pinholes 1933 are arranged in a matrix shape, the pinholes 1933 may be a plurality of point lights arranged in a light intensity matrix shape output from the pinhole array 1930. The number of point lights may be equal to the number of pinholes 1933 of the pinhole arrays 1930.
도 24b를 참조하면, 상기 핀홀 어레이(1930)는 제2 상태로 동작할 수 있다. 상기 렌즈 어레이(1920)에 의해 굴절된 광은 상기 핀홀 어레이(1930)를 투과하여 상기 빔스플리터(1600)로 전달된다. 상기 다수의 렌즈 어레이(1920)로부터 출력된 광은 상기 핀홀 어레이(1930)를 투과하고, 상기 빔스플리터(1600)에 도달하는 과정에서 서로 혼합될 수 있다. 상기 광은 서로 혼합되어 면광 형태로 출력된다. 즉, 상기 핀홀 어레이(1930)가 제2 상태에 있을 때 상기 광경로제어부(1900)는 면광을 출력할 수 있다. 다시 말해, 제2 상태의 상기 핀홀 어레이(1930)는 제1 상태의 상기 핀홀 어레이(1930)보다 많은 광량을 출력할 수 있다.Referring to FIG. 24B, the pinhole array 1930 may operate in a second state. Light refracted by the lens array 1920 passes through the pinhole array 1930 and is transmitted to the beam splitter 1600. Light output from the plurality of lens arrays 1920 may pass through the pinhole array 1930 and may be mixed with each other in the process of reaching the beam splitter 1600. The light is mixed with each other and output in the form of surface light. That is, when the pinhole array 1930 is in the second state, the optical path controller 1900 may output surface light. In other words, the pinhole array 1930 in the second state may output more light than the pinhole array 1930 in the first state.
(3) 스캐너의 표면정보 획득(3) Acquisition of surface information of scanner
도 25는 제4 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.25 is a diagram illustrating a surface information acquisition operation of the scanner according to the fourth embodiment.
도 25를 참조하면, 제4 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학계(1500)가 제2 상태로 동작하고, 광경로제어부(1900)가 제1 상태로 동작할 수 있다.Referring to FIG. 25, in the scanner 1000 according to the fourth embodiment, the optical system 1500 may operate in a second state, and the optical path controller 1900 may operate in a first state.
상기 광경로제어부(1900)는 상기 제1 상태에서 상기 광원(1200)으로부터 전달받은 광을 점광형태로 변환하여 출력할 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)는 매트릭스 형태의 광다발 형태의 다수의 점광을 출력할 수 있다.The light path controller 1900 may convert the light received from the light source 1200 in the first state into a point light form and output the point light. The optical path controller 1900 may output a plurality of point lights in the form of a matrix of optical bundles.
상기 광경로제어부(1900)에서 출력된 광은 상기 빔스플리터(1600)를 투과하여 상기 광학계(1500)로 전달되고, 상기 제1 광경로 변환부(1201)를 통해 상기 빔스플리터(1600)로 전달될 수 있다.The light output from the optical path controller 1900 is transmitted to the optical system 1500 through the beam splitter 1600 and transmitted to the beam splitter 1600 through the first optical path converter 1201. Can be.
상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작하므로 상기 광학계(1500)는 볼록렌즈와 동일한 광학적 특성을 가질 수 있다.Since the optical system 1500 operates in the second state, the optical system 1500 may have the same optical characteristics as that of the convex lens.
상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 파장 별로 서로 다른 초점을 가지도록 출력될 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 미러(1700)를 통해 반사되어 상기 오브젝트로 전달될 수 있다.The light output from the optical system 1500 may be output to have different focal points for each wavelength. Light output from the optical system 1500 may be reflected through the mirror 1700 and transmitted to the object.
상기 오브젝트에 입사되는 광 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 반사될 수 있다. 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 상기 미러(1700), 광학계(1500) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 입사될 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 입사되는 광을 이용해 상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 수 있다. 상기 오브젝트로부터 반사된 광은 상기 디텍터(1300)의 일부영역에만 조사될 수 있다.Among the light incident on the object, light whose focus is located on the surface of the object may be reflected. Light whose focus is located on the surface of the object may be incident to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, and the beam splitter 1600. The detector 1300 may acquire surface information of the object by using incident light. Light reflected from the object may be irradiated only to a partial region of the detector 1300.
상기 광경로제어부(1900)에서 점광형태의 광이 출력됨으로써 노이즈 없이 보다 선명한 측정이 가능하고 보다 정확한 표면정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.Since the light path controller 1900 outputs light in the form of point light, it is possible to measure more clearly without noise and obtain more accurate surface information.
상기 디텍터(1300)와 상기 빔스플리터(1600) 사이에는 추가적으로 광학부재가 위치할 수도 있다. 상기 디텍터(1300)와 상기 빔스플리터(1600) 사이에 광학필터, 핀홀 어레이 등이 위치할 수도 있다. 상기 추가적인 광학부재에 의해 상기 디텍터(1300)로 조사되는 광의 노이즈를 줄일 수 있고, 보다 정확한 표면정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.An optical member may be additionally located between the detector 1300 and the beam splitter 1600. An optical filter, a pinhole array, or the like may be disposed between the detector 1300 and the beam splitter 1600. The noise of the light irradiated to the detector 1300 by the additional optical member may be reduced, and more accurate surface information may be obtained.
(4) 스캐너의 색상정보 획득(4) Acquire color information of scanner
도 26은 제4 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.26 is a diagram illustrating an operation of acquiring color information of a scanner according to a fourth embodiment.
도 26을 참조하면, 제4 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학계(1500)가 제1 상태로 동작하고, 광경로제어부(1900)가 제2 상태로 동작할 수 있다. 여기서, 도 25와 동일한 동작은 상세한 설명을 생략한다. 상기 광경로제어부(1900)는 제2 상태에서 상기 광원(1200)으로부터 전달받은 광을 면광형태로 출력할 수 있다.Referring to FIG. 26, in the scanner 1000 according to the fourth embodiment, the optical system 1500 may operate in a first state, and the optical path controller 1900 may operate in a second state. Here, detailed description of the same operation as that of FIG. 25 is omitted. The light path controller 1900 may output the light received from the light source 1200 in the second state in the form of surface light.
상기 광경로제어부(1900)에서 출력된 광은 상기 빔스플리터(1600)를 투과하여 상기 광학계(1500)로 전달되고, 상기 제1 광경로 변환부(1201)를 통해 상기 빔스플리터(1600)로 전달될 수 있다.The light output from the optical path controller 1900 is transmitted to the optical system 1500 through the beam splitter 1600 and transmitted to the beam splitter 1600 through the first optical path converter 1201. Can be.
상기 광학계(1500)는 제1 상태로 동작하므로 광의 특성의 변경없이 출력하여 글래스와 동일한 광학적 특성을 가질 수 있다.Since the optical system 1500 operates in the first state, the optical system 1500 may output the optical system 1500 without changing the characteristics of the light and may have the same optical characteristics as that of the glass.
상기 빔스플리터(1600)를 통해 상기 광학계(1500)로 입사된 광은 상태변화 없이 상기 가로축(x)을 따라 상기 미러(1700)로 진행하고, 상기 제2 세로축(y2) 방향으로 반사되어 오브젝트에 입사된다.Light incident to the optical system 1500 through the beam splitter 1600 travels to the mirror 1700 along the horizontal axis x without changing state, and is reflected in the direction of the second vertical axis y2 to the object. Incident.
상기 오브젝트에 입사된 광은 상기 오브젝트에 의해 반사되고, 다시 미러(1700), 광학계(1500) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 입사된다. 상기 스캐너(1000)가 색상정보를 획득하는 경우에는 상기 디텍터(1300)의 전영역에 광이 입사될 수 있다. 상기 스캐너(1000)가 색상정보를 획득하는 경우는 표면정보를 획득하는 경우에 비해 상기 디텍터(1300)의 광이 입사되는 영역이 더 클 수 있다. 즉, 상기 스캐너(1000)가 표면정보를 획득하는 경우에는 상기 디텍터(1300)의 일부영역에만 광이 조사되고, 상기 스캐너(1000)가 색상정보를 획득하는 경우에는 상기 디텍터(1300)의 전영역에 광이 조사될 수 있다.Light incident on the object is reflected by the object, and is incident to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, and the beam splitter 1600. When the scanner 1000 acquires color information, light may be incident on the entire area of the detector 1300. When the scanner 1000 acquires the color information, the area where the light of the detector 1300 is incident may be larger than when the scanner 1000 acquires the surface information. That is, when the scanner 1000 acquires surface information, light is irradiated only to a partial region of the detector 1300, and when the scanner 1000 acquires color information, the entire area of the detector 1300. Light may be irradiated.
또는 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 입사된 광을 통해 상기 오브젝트의 미리보기 영상을 획득할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 상기 오브젝트의 상부에서 조사되어 반사된 광을 검출하므로, 상기 오브젝트의 상부에서 오브젝트를 바라본 영상을 획득할 수 있다. Alternatively, the first controller 1400 may obtain a preview image of the object through the light incident on the detector 1300. Since the detector 1300 detects the light reflected from the upper part of the object, the detector 1300 may acquire an image of the object viewed from the upper part of the object.
(5) 스캐너의 광각 미리보기 획득(5) Wide-angle preview acquisition of scanner
도 27은 제4 실시 예에 따른 스캐너의 광각 미리보기 정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.27 is a view illustrating a wide-angle preview information acquisition operation of the scanner according to the fourth embodiment.
도 27을 참조하면, 제4 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하고, 광경로제어부(1900)가 제2 상태로 동작할 수 있다. 여기서, 도 25와 동일한 동작은 상세한 설명을 생략한다. 상기 광경로제어부(1900)는 제2 상태에서 상기 광원(1200)으로부터 전달받은 광을 면광형태로 출력할 수 있다.Referring to FIG. 27, in the scanner 1000 according to the fourth embodiment, the optical system 1500 may operate in a third state, and the optical path controller 1900 may operate in a second state. Here, detailed description of the same operation as that of FIG. 25 is omitted. The light path controller 1900 may output the light received from the light source 1200 in the second state in the form of surface light.
상기 광경로제어부(1900)에서 출력된 광은 상기 빔스플리터(1600)를 투과하여 상기 광학계(1500)로 전달할 수 있다. Light output from the optical path controller 1900 may be transmitted to the optical system 1500 by passing through the beam splitter 1600.
상기 광학계(1500)는 제3 상태로 동작하므로 오목렌즈와 같이 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 광의 경로가 변경되어 발산될 수 있다. Since the optical system 1500 operates in a third state, the optical system 1500 may operate like a concave lens. The light output from the optical system 1500 may be diverted by changing the path of the light.
상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 가로축(x)을 따라 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 미러(1700) 방향으로 진행한다. 상기 미러(1700)에 도달한 광은 반사되어 상기 제2 세로축(y2)을 따라 오브젝트로 전달된다. The light output from the optical system 1500 travels in the direction of the mirror 1700 through the second optical path conversion unit 1501 along the horizontal axis x. The light reaching the mirror 1700 is reflected and transmitted to the object along the second vertical axis y2.
상기 오브젝트에 의해 반사된 광은 상기 미러(1700)로 전달되어 반사되고 상기 가로축(x)을 따라 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 광학계(1500)로 전달된다. The light reflected by the object is transmitted to and reflected by the mirror 1700, and is transmitted to the optical system 1500 through the second optical path converter 1501 along the horizontal axis x.
상기 빔스플리터(1600)에 도달한 광은 반사되어 상기 제1 세로축(y1)을 따라 상기 디텍터(1300) 방향으로 전달되고, 상기 디텍터(1300)는 입사된 광을 전기신호로 변환하여 상기 오브젝트의 광각 미리보기 정보를 획득할 수 있다. 상기 미러(1700)로부터 상기 광학계(1500)로 입사되는 광에 있어서, 보다 넓은 영역의 광이 상기 디텍터(1300)에 입사됨으로써 도 26의 미리보기 영상에 비해 보다 넓은 범위의 미리보기 영상을 생성할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 사용자에게 광각 미리보기영상을 제공하여 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.The light reaching the beam splitter 1600 is reflected and transmitted along the first vertical axis y1 toward the detector 1300, and the detector 1300 converts the incident light into an electrical signal to convert the light into an electrical signal. Wide-angle preview information can be obtained. In the light incident from the mirror 1700 to the optical system 1500, a wider area of light is incident on the detector 1300 to generate a wider preview image than the preview image of FIG. 26. Can be. The first control unit 1400 may provide a wide-angle preview image to the user, thereby improving user convenience.
제4 실시 예에 따른 스캐너는 제1 실시 예와 비교하여 광경로제어부(190)를 제어하여 상기 광학계(1500)로 입사되는 광을 제어함으로써 보다 정확한 오브젝트의 표면정보를 얻을 수 있는 효과가 있다.The scanner according to the fourth exemplary embodiment has an effect of obtaining more accurate surface information of the object by controlling the light path controller 190 to control the light incident to the optical system 1500 in comparison with the first exemplary embodiment.
6. 제5 실시 예- 제1 보조광원 구비6. Fifth Embodiment-First Auxiliary Light Source
(1) 스캐너 구조(1) scanner structure
도 28 내지 도 30은 제5 실시 예에 따른 스캐너를 나타내는 도면이다.28 to 30 are diagrams illustrating a scanner according to a fifth embodiment.
제5 실시 예에 따른 스캐너는 제4 실시 예에 따른 스캐너와 비교하여 핀홀 어레이의 상태가 변경되지 않고, 별도의 광원이 추가되는 것 이외에는 제4 실시 예와 동일하다. 따라서, 제5 실시 예를 설명함에 있어서, 제4 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.The scanner according to the fifth embodiment is the same as the fourth embodiment except that the state of the pinhole array is not changed compared to the scanner according to the fourth embodiment, and a separate light source is added. Therefore, in describing the fifth embodiment, the same reference numerals are assigned to the components common to the fourth embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
도 28 내지 도 30을 참조하면, 제5 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 제1 보조광원(1280)을 더 포함할 수 있다. 광경로제한부(1905)는 평행렌즈(1910), 렌즈 어레이(1920) 및 고정형 핀홀 어레이(1940)를 포함할 수 있다. 상기 광경로제한부(1905)는 상기 광원(1200)으로부터 출력되는 광을 점광형태로 출력할 수 있다.28 to 30, the scanner 1000 according to the fifth embodiment may further include a first auxiliary light source 1280. The light path limiting unit 1905 may include a parallel lens 1910, a lens array 1920, and a fixed pinhole array 1940. The light path limiting unit 1905 may output the light output from the light source 1200 in the form of point light.
상기 평행렌즈(1910)는 볼록렌즈일 수 있다. 상기 평행렌즈(1910)는 상기 광원(1200)으로부터 출력되는 광을 면광으로 변경하여 상기 렌즈 어레이(1920)로 전달할 수 있다. 상기 렌즈 어레이(1920)는 상기 평행렌즈(1910)로부터 전달받은 광을 다수의 초점을 가지도록 집광하여 상기 고정형 핀홀 어레이(1940)로 전달할 수 있다.The parallel lens 1910 may be a convex lens. The parallel lens 1910 may convert the light output from the light source 1200 into surface light and transmit the light to the lens array 1920. The lens array 1920 may collect the light received from the parallel lens 1910 to have a plurality of focal points and transmit the light to the fixed pinhole array 1940.
상기 고정형 핀홀 어레이(1940)는 상기 렌즈 어레이(1920)로부터 전달받은 광을 점광 형태로 출력할 수 있다. 상기 고정형 핀홀 어레이(1940)의 기능은 제4 실시 예의 제1 상태의 핀홀 어레이(1930)와 동일하다. 상기 고정형 핀홀 어레이(1940)는 제4 실시 예와 같이 상태가 변경되는 것이 아니라, 제1 상태의 형태로 고정된 특성을 가진다.The fixed pinhole array 1940 may output the light received from the lens array 1920 in the form of point light. The function of the fixed pinhole array 1940 is the same as that of the pinhole array 1930 in the first state of the fourth embodiment. The fixed pinhole array 1940 is not changed in state as in the fourth embodiment, but has a fixed characteristic in the form of a first state.
상기 제1 보조광원(1280)은 상기 빔스플리터(1600) 방향으로 백색광을 출력할 수 있다. 상기 제1 보조광원(1280)과 상기 빔스플리터(1600) 사이에는 보조평행렌즈(1950)가 위치할 수 있다. 상기 보조 평행렌즈(1950)는 볼록렌즈일 수 있다. 상기 보조 평행렌즈(1950)는 상기 제1 보조광원(1280)으로부터 전달되는 광을 면광으로 변경하여 상기 빔스플리터(1600)로 전달할 수 있다.The first auxiliary light source 1280 may output white light toward the beam splitter 1600. An auxiliary parallel lens 1950 may be positioned between the first auxiliary light source 1280 and the beam splitter 1600. The auxiliary parallel lens 1950 may be a convex lens. The auxiliary parallel lens 1950 may convert the light transmitted from the first auxiliary light source 1280 into surface light and transmit the light to the beam splitter 1600.
상기 광원(1200)과 상기 제1 보조광원(1280)은 상호 보완적으로 점멸될 수 있다. 상기 광원(1200)과 상기 제1 보조광원(1280)은 시분할방식으로 점멸 될 수 있다. 예를 들어, 상기 광원(1200)이 턴온된 경우 상기 제1 보조광원(1280)은 턴오프될 수 있고, 상기 광원(1200)이 턴오프된 경우 상기 제1 보조광원(1280)은 턴온될 수 있다.The light source 1200 and the first auxiliary light source 1280 may be complementarily flickered. The light source 1200 and the first auxiliary light source 1280 may blink in a time division manner. For example, when the light source 1200 is turned on, the first auxiliary light source 1280 may be turned off, and when the light source 1200 is turned off, the first auxiliary light source 1280 may be turned on. have.
(2) 스캐너의 표면정보 획득(2) Acquire surface information of scanner
도 28은 제5 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.28 is a view illustrating a surface information acquisition operation of the scanner according to the fifth embodiment.
도 28을 참조하면, 제5 실시 예에 따른 스캐너(1000)의 표면정보 획득 동작시 상기 광원(1200)은 턴온되고, 상기 제1 보조광원(1280)은 턴오프될 수 있다. 이 때, 상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작할 수 있다. Referring to FIG. 28, in the surface information acquisition operation of the scanner 1000 according to the fifth embodiment, the light source 1200 may be turned on and the first auxiliary light source 1280 may be turned off. In this case, the optical system 1500 may operate in a second state.
상기 광경로제한부(1905)는 상기 광원(1200)으로부터 전달받은 광을 점광형태로 변환하여 출력할 수 있다. The light path limiting unit 1905 may convert the light received from the light source 1200 into a point light form and output the point light.
상기 광경로제한부(1905)에서 출력된 광은 상기 빔스플리터(1600)를 투과하여 상기 광학계(1500)로 전달되고, 상기 제1 광경로 변환부(1201)를 통해 상기 빔스플리터(1600)로 전달될 수 있다.Light output from the light path limiting unit 1905 passes through the beam splitter 1600 and is transmitted to the optical system 1500, and passes through the first light path converting unit 1201 to the beam splitter 1600. Can be delivered.
상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작하므로 상기 광학계(1500)는 볼록렌즈와 동일한 광학적 특성을 가질 수 있다.Since the optical system 1500 operates in the second state, the optical system 1500 may have the same optical characteristics as that of the convex lens.
상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 파장 별로 서로 다른 초점을 가지도록 출력될 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 미러(1700)를 통해 반사되어 상기 오브젝트로 전달될 수 있다. The light output from the optical system 1500 may be output to have different focal points for each wavelength. Light output from the optical system 1500 may be reflected through the mirror 1700 and transmitted to the object.
상기 오브젝트에 입사되는 광 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 반사될 수 있다. 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 상기 미러(1700), 광학계(1500) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 입사될 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 입사되는 광을 이용해 상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 수 있다.Among the light incident on the object, light whose focus is located on the surface of the object may be reflected. Light whose focus is located on the surface of the object may be incident to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, and the beam splitter 1600. The detector 1300 may acquire surface information of the object by using incident light.
(3) 스캐너의 색상정보 획득(3) Acquire color information of scanner
도 29는 제5 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.29 is a diagram illustrating a color information acquisition operation of the scanner according to the fifth embodiment.
도 29를 참조하면, 제5 실시 예에 따른 스캐너(1000)의 색상정보 획득 동작시 상기 광원(1200)은 턴오프되고, 상기 제1 보조광원(1280)은 턴온될 수 있다. 이 때, 상기 광학계(1500)는 제1 상태로 동작할 수 있다. 여기서, 도 28과 동일한 동작은 상세한 설명을 생략한다. Referring to FIG. 29, the light source 1200 may be turned off and the first auxiliary light source 1280 may be turned on in the color information acquisition operation of the scanner 1000 according to the fifth embodiment. In this case, the optical system 1500 may operate in a first state. Here, detailed description of the same operation as that in FIG. 28 is omitted.
상기 제1 보조광원(1280)은 턴온되어 백색광을 출력할 수 있다. 상기 제1 보조광원(1280)으로부터 출력된 광은 상기 보조 평행렌즈(1950)로 입사되어 면광으로 변환되고 제1 세로축(y1)을 따라 상기 빔스플리터(1600)로 전달된다. 상기 빔스플리터(1600)로 입사된 광은 광의 경로가 변경되어 상기 광학계(1500)로 전달될 수 있다. The first auxiliary light source 1280 may be turned on to output white light. The light output from the first auxiliary light source 1280 is incident on the auxiliary parallel lens 1950, converted into surface light, and transmitted to the beam splitter 1600 along the first vertical axis y1. The light incident on the beam splitter 1600 may be transferred to the optical system 1500 by changing the path of the light.
상기 광학계(1500)는 제1 상태로 동작하므로 광의 특성의 변경없이 출력하여 글래스와 동일한 광학적 특성을 가질 수 있다.Since the optical system 1500 operates in the first state, the optical system 1500 may output the optical system 1500 without changing the characteristics of the light and may have the same optical characteristics as that of the glass.
상기 빔스플리터(1600)를 통해 상기 광학계(1500)로 입사된 광은 상태변화 없이 상기 가로축(x)을 따라 상기 미러(1700)로 진행하고, 상기 제2 세로축(y2) 방향으로 반사되어 오브젝트에 입사된다.Light incident to the optical system 1500 through the beam splitter 1600 travels to the mirror 1700 along the horizontal axis x without changing state, and is reflected in the direction of the second vertical axis y2 to the object. Incident.
상기 오브젝트에 입사된 광은 상기 오브젝트에 의해 반사되고, 다시 미러(1700), 광학계(1500) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 입사된다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 입사되는 광을 통해 색상정보를 획득할 수 있다.Light incident on the object is reflected by the object, and is incident to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, and the beam splitter 1600. The first controller 1400 may acquire color information through light incident on the detector 1300.
또는 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 입사된 광을 통해 상기 오브젝트의 미리보기 영상을 획득할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 상기 오브젝트의 상부에서 조사되어 반사된 광을 검출하므로, 상기 오브젝트의 상부에서 오브젝트를 바라본 영상을 획득할 수 있다. Alternatively, the first controller 1400 may obtain a preview image of the object through the light incident on the detector 1300. Since the detector 1300 detects the light reflected from the upper part of the object, the detector 1300 may acquire an image of the object viewed from the upper part of the object.
제5 실시 예에 따른 스캐너는 상태를 변경할 수 있는 핀홀 어레이를 사용하지 않고, 별도의 광원을 통한 온오프 동작을 통해 정확한 표면정보 및 색상정보를 획득할 수 있다. 또한, 핀홀 어레이를 액정패널로 구성하지 않고 고정형 핀홀 어레이를 사용함으로써 액정패널을 투과하면서 발생할 수 있는 광효율 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.The scanner according to the fifth embodiment may obtain accurate surface information and color information through on / off operation through a separate light source without using a pinhole array capable of changing a state. In addition, by using the fixed pinhole array without configuring the pinhole array as the liquid crystal panel, there is an effect of preventing the light efficiency degradation that may occur while penetrating the liquid crystal panel.
(4) 스캐너의 광각 미리보기 획득(4) Acquire wide-angle preview of scanner
도 30은 제5 실시 예에 따른 스캐너의 광각 미리보기 정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.30 is a view illustrating a wide-angle preview information acquisition operation of the scanner according to the fifth embodiment.
도 30을 참조하면, 제5 실시 예에 따른 스캐너(1000)의 광각 미리보기 획득 동작시 상기 광원(1200)은 턴오프되고, 상기 제1 보조광원(1280)은 턴온될 수 있다. 이때, 상기 광학계(1500)는 제3 상태로 동작할 수 있다. 여기서, 도 28과 동일한 동작은 상세한 설명을 생략한다.Referring to FIG. 30, in the wide-angle preview acquisition operation of the scanner 1000 according to the fifth embodiment, the light source 1200 may be turned off and the first auxiliary light source 1280 may be turned on. In this case, the optical system 1500 may operate in a third state. Here, detailed description of the same operation as that in FIG. 28 is omitted.
상기 제1 보조광원(1280)은 턴온되어 백색광을 출력할 수 있다. 상기 제1 보조광원(1280)으로부터 출력된 광은 상기 보조 평행렌즈(1950)로 입사되어 면광으로 변환되고, 제1 세로축(y1)을 따라 상기 빔스플리터(1600)로 전달된다. 상기 빔스플리터(1600)로 입사된 광은 광의 경로가 변경되어 상기 광학계(1500)로 전달될 수 있다. The first auxiliary light source 1280 may be turned on to output white light. The light output from the first auxiliary light source 1280 is incident to the auxiliary parallel lens 1950 and converted into surface light, and is transmitted to the beam splitter 1600 along the first vertical axis y1. The light incident on the beam splitter 1600 may be transferred to the optical system 1500 by changing the path of the light.
상기 광학계(1500)는 제3 상태로 동작하므로 오목렌즈와 같이 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 광의 경로가 변경되어 발산될 수 있다.Since the optical system 1500 operates in a third state, the optical system 1500 may operate like a concave lens. The light output from the optical system 1500 may be diverted by changing the path of the light.
상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 가로축(x)을 따라 상기 미러(1700) 방향으로 진행한다. 상기 미러(1700)에 도달한 광은 반사되어 상기 제2 세로축(y2)을 따라 오브젝트로 전달된다. Light output from the optical system 1500 travels in the direction of the mirror 1700 along the horizontal axis x. The light reaching the mirror 1700 is reflected and transmitted to the object along the second vertical axis y2.
상기 오브젝트에 의해 반사된 광은 상기 미러(1700)로 전달되어 반사되고 상기 가로축(x)을 따라 상기 광학계(1500)로 전달된다. Light reflected by the object is transmitted to and reflected by the mirror 1700 and is transmitted to the optical system 1500 along the horizontal axis x.
상기 빔스플리터(1600)에 도달한 광은 반사되어 상기 제1 세로축(y1)을 따라 상기 디텍터(1300) 방향으로 전달되고, 상기 디텍터(1300)는 입사된 광을 전기신호로 변환하여 상기 오브젝트의 광각 미리보기 정보를 획득할 수 있다. 상기 미러(1700)로 부터 상기 광학계(1500)로 입사되는 광에 있어서, 보다 넓은 영역의 광이 상기 디텍터(1300)에 입사됨으로써 도 29의 미리보기 영상에 비해 보다 넓은 범위의 미리보기 영상을 생성할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 사용자에게 광각 미리보기 영상을 제공하여 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.The light reaching the beam splitter 1600 is reflected and transmitted along the first vertical axis y1 toward the detector 1300, and the detector 1300 converts the incident light into an electrical signal to convert the light into an electrical signal. Wide-angle preview information can be obtained. In the light incident from the mirror 1700 into the optical system 1500, a wider area of light is incident on the detector 1300 to generate a wider preview image than the preview image of FIG. 29. can do. The first control unit 1400 may provide a wide-angle preview image to the user, thereby improving user convenience.
7. 제 6 실시 예- 제2 보조광원 구비7. Sixth embodiment-equipped with a second auxiliary light source
(1) 스캐너 구조(1) scanner structure
도 31 및 도 32는 제6 실시 예에 따른 스캐너를 나타내는 도면이다.31 and 32 illustrate a scanner according to a sixth embodiment.
제6 실시 예에 따른 스캐너는 제5 실시 예와 비교하여 별도의 광원의 위치가 변경되는 것 이외에는 제5 실시 예와 동일하다. 따라서, 제6 실시 예를 설명함에 있어서, 제5 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.The scanner according to the sixth embodiment is the same as the fifth embodiment except that the position of a separate light source is changed compared to the fifth embodiment. Therefore, in describing the sixth embodiment, components common to those of the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
또한, 제6 실시 예의 스캐너는 표면정보, 색상정보 및 광각 미리보기 정보뿐만 아니라 치아 우식증 검출 기능을 더 포함할 수 있다. 제6 실시 예의 스캐너를 설명함에 있어서, 광각 미리보기 정보 획득은 생략하고, 치아 우식증 검출기능에 초점을 두고 설명한다.In addition, the scanner of the sixth embodiment may further include a dental caries detection function as well as surface information, color information, and wide-angle preview information. In the description of the scanner of the sixth embodiment, the acquisition of the wide-angle preview information is omitted, and the description will focus on the dental caries detection function.
도 31 및 도 32를 참조하면, 제6 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 제2 보조광원(1290)을 더 포함할 수 있다.31 and 32, the scanner 1000 according to the sixth embodiment may further include a second auxiliary light source 1290.
상기 제2 보조광원(1290)은 상기 미러(1700) 및/또는 상기 오브젝트와 인접하는 영역에 위치할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)은 상기 스캐너의 선단부에 위치할 수 있다.The second auxiliary light source 1290 may be located in an area adjacent to the mirror 1700 and / or the object. The second auxiliary light source 1290 may be located at the tip of the scanner.
상기 제2 보조광원(1290)은 상기 미러(1700)와 대향하는 위치에 위치하여 상기 미러(1700) 방향으로 광을 조사할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)으로부터 출력된 광은 상기 미러(1700)에 의해 반사되어 상기 오브젝트로 입사될 수 있다.The second auxiliary light source 1290 may be positioned at a position opposite to the mirror 1700 to irradiate light toward the mirror 1700. Light output from the second auxiliary light source 1290 may be reflected by the mirror 1700 and incident on the object.
도면에서는 제2 보조광원(1290)이 상기 미러(1700)와 대향하는 위치에 위치하는 것으로 도시하였으나, 상기 미러(1700)에 광을 반사시키지 않고, 상기 오브젝트로 광을 직접 조사할 수도 있다.In the drawing, although the second auxiliary light source 1290 is located at a position opposite to the mirror 1700, the light may be directly irradiated to the object without reflecting the light to the mirror 1700.
또는 상기 제2 보조광원(1290)은 상기 미러(1700)의 후방영역에 위치할 수 있다. 즉, 상기 제2 보조광원(1290)과 오브젝트 사이에 상기 미러(1700)가 위치할 수 있다. 이 경우에는 상기 미러(1700)는 반투과형 미러일 수 있다. 즉, 상기 미러(1700)는 상기 광원(1200)으로부터의 광은 반사시키며, 상기 제2 보조광원(1290)으로부터의 광은 투과하는 특징을 가지도록 구성될 수 있다.Alternatively, the second auxiliary light source 1290 may be located in the rear region of the mirror 1700. That is, the mirror 1700 may be located between the second auxiliary light source 1290 and the object. In this case, the mirror 1700 may be a transflective mirror. That is, the mirror 1700 may be configured to reflect light from the light source 1200 and transmit light from the second auxiliary light source 1290.
상기 광원(1200) 및 제2 보조광원(1290)은 상호 보완적으로 점멸될 수 있다. 상기 광원(1200) 및 상기 제2 보조광원(1290)은 시분할 방식으로 점멸될 수 있다. 예를 들어, 상기 광원(1200)이 턴온되는 경우 상기 제2 보조광원(1290)은 턴오프될 수 있고, 상기 광원(1200)이 턴오프된 경우 상기 제2 보조광원(1290)은 턴온될 수 있다.The light source 1200 and the second auxiliary light source 1290 may be complementarily flickered. The light source 1200 and the second auxiliary light source 1290 may blink in a time division manner. For example, when the light source 1200 is turned on, the second auxiliary light source 1290 may be turned off, and when the light source 1200 is turned off, the second auxiliary light source 1290 may be turned on. have.
(2) 스캐너의 표면정보 획득(2) Acquire surface information of scanner
도 31은 제6 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.31 is a view illustrating a surface information acquisition operation of the scanner according to the sixth embodiment.
도 31을 참조하면, 제6 실시 예에 따른 스캐너(1000)의 표면정보 획득 동작시 상기 광원(1200)은 턴온되고, 상기 제2 보조광원(1290)은 턴오프될 수 있다. 이 때, 상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작할 수 있다.Referring to FIG. 31, in the surface information acquisition operation of the scanner 1000 according to the sixth embodiment, the light source 1200 may be turned on and the second auxiliary light source 1290 may be turned off. In this case, the optical system 1500 may operate in a second state.
상기 광원(1200)으로부터 출력된 광은 상기 광경로제한부(1905)로 전달된다. 상기 광경로제한부(1905)는 상기 광원(1200)으로부터 전달받은 광을 점광형태로 변환하여 출력할 수 있다. 상기 광경로제한부(1905)에서 출력된 광은 상기 빔스플리터(1600)를 투과하여 상기 광학계(1500)로 전달되고, 상기 제1 광경로 변환부(1201)를 통해 상기 빔스플리터(1600)로 전달될 수 있다.Light output from the light source 1200 is transmitted to the light path limiting unit 1905. The light path limiting unit 1905 may convert the light received from the light source 1200 into a point light form and output the point light. Light output from the light path limiting unit 1905 passes through the beam splitter 1600 and is transmitted to the optical system 1500, and passes through the first light path converting unit 1201 to the beam splitter 1600. Can be delivered.
상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작하므로 상기 광학계(1500)는 볼록렌즈와 동일한 광학적 특성을 가질 수 있다.Since the optical system 1500 operates in the second state, the optical system 1500 may have the same optical characteristics as that of the convex lens.
상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 파장 별로 서로 다른 초점을 가지도록 출력될 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 미러(1700)를 통해 반사되어 상기 오브젝트로 전달될 수 있다. The light output from the optical system 1500 may be output to have different focal points for each wavelength. Light output from the optical system 1500 may be reflected through the mirror 1700 and transmitted to the object.
상기 오브젝트에 입사되는 광 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 반사될 수 있다. 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 상기 미러(1700), 광학계(1500) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 입사될 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 입사되는 광을 이용해 상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 수 있다.Among the light incident on the object, light whose focus is located on the surface of the object may be reflected. Light whose focus is located on the surface of the object may be incident to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, and the beam splitter 1600. The detector 1300 may acquire surface information of the object by using incident light.
(3) 스캐너의 치아우식정보 획득(3) Acquisition of dental caries information of scanner
도 32는 제6 실시 예에 따른 스캐너의 치아우식정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.32 is a view illustrating a dental caries information acquisition operation of the scanner according to the sixth embodiment.
도 32를 참조하면, 제6 실시 예에 따른 스캐너(1000)의 치아우식정보 획득 동작시 상기 광원(1200)은 턴오프되고, 상기 제2 보조광원(1290)은 턴온될 수 있다. 이때, 상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작할 수 있다.Referring to FIG. 32, the light source 1200 may be turned off and the second auxiliary light source 1290 may be turned on during the dental caries information acquisition operation of the scanner 1000 according to the sixth embodiment. In this case, the optical system 1500 may operate in a second state.
상기 제2 보조광원(1290)은 백색광 또는 특정파장영역대의 광을 출력할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)은 청색파장영역의 광을 출력할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)은 QLF(Quantitative Light-induced Fluorescence)에 이용되는 파장영역의 광을 출력할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)은 치아 우식증을 조기에 감지할 수 있는 광을 출력할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)은 405nm 파장대의 광을 출력할 수 있다. 상기 특정 파장영역의 광은 QLF광이라고 정의될 수 있다.The second auxiliary light source 1290 may output white light or light of a specific wavelength region. The second auxiliary light source 1290 may output light of a blue wavelength region. The second auxiliary light source 1290 may output light in a wavelength region used for quantitative light-induced fluorescence (QLF). The second auxiliary light source 1290 may output light for early detection of dental caries. The second auxiliary light source 1290 may output light having a wavelength of 405 nm. The light of the specific wavelength region may be defined as QLF light.
상기 제2 보조광원(1290)이 백색광을 출력하는 경우에는 상기 광학계(1500)를 제1 상태로 동작시켜 색상정보 및 미리보기 정보를 획득할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1500)를 제3 상태로 동작시켜 광각 미리보기 정보를 획득할 수 있다. 상기 스캐너(1000)가 색상정보, 미리보기 정보 또는 광각 미리보기 정보를 획득하는 과정은 전술한 제5 실시 예와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 다만, 제6 실시 예에서는 제2 보조광원(1290)을 상기 오브젝트와 인접한 영역에 위치시켜, 상기 빔스플리터(1600)와 광학계(1500)를 지나지 않더라도 오브젝트에 광을 조사할 수 있어 오브젝트로 광이 입사되는 과정에서 손실될 수 있는 광을 줄일 수 있어 광효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.When the second auxiliary light source 1290 outputs white light, color information and preview information may be obtained by operating the optical system 1500 in a first state. In addition, wide-angle preview information may be obtained by operating the optical system 1500 in a third state. Since the scanner 1000 acquires the color information, the preview information or the wide-angle preview information is the same as in the above-described fifth embodiment, detailed description thereof will be omitted. However, in the sixth embodiment, the second auxiliary light source 1290 is positioned in an area adjacent to the object, so that the light can be irradiated to the object even though the beam splitter 1600 and the optical system 1500 do not pass. There is an effect that the light efficiency can be improved by reducing the light that can be lost in the incident process.
치아우식증 획득모드에서 상기 제2 보조광원(1290)은 QLF광을 출력할 수 있다. 이 때, 상기 광학계(1500)는 제1 상태로 동작할 수 있다.In the dental caries acquisition mode, the second auxiliary light source 1290 may output QLF light. In this case, the optical system 1500 may operate in a first state.
상기 제2 보조광원(1920)에서 출력되는 광은 상기 미러(1700)에 의해 반사되어 상기 오브젝트에 입사될 수 있다. 상기 오브젝트가 치아인 경우 상기 치아는 상기 광의 파장을 변경시켜 출력할 수 있다. 상기 치아의 정상영역과 비정상영역의 파장이 변경되는 정도는 상이할 수 있다. 예를 들어 치아의 정상영역에서는 청색파장을 흡수하고 녹색파장의 광을 출력하고, 치아의 비정상영역에서는 출력되는 녹색 파장의 광의 세기가 상기 정상영역보다 작을 수 있다.Light output from the second auxiliary light source 1920 may be reflected by the mirror 1700 and incident on the object. When the object is a tooth, the tooth may change the wavelength of the light and output the changed light. The degree to which the wavelengths of the normal region and the abnormal region of the tooth are changed may be different. For example, in the normal region of the tooth, the blue wavelength may be absorbed and green light may be output. In the abnormal region of the tooth, the intensity of the light of the green wavelength may be smaller than the normal region.
상기 오브젝트로부터 출력되는 광은 상기 미러(1700), 광학계(1500)및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 전달될 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 입사되는 광의 파장영역을 분석하여 치아 우식증을 조기에 탐색할 수 있다. 예를 들어 상기 디텍터(1300)에 입사되는 광의 녹색파장의 정보를 검출하여 치아우식증을 조기에 탐지할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 치아 우식증 데이터와 오브젝트의 표면정보 및 색상정보를 이용하여 치아 우식증이 존재하는 영역을 정확히 판정할 수 있다.Light output from the object may be transmitted to the detector 1300 through the mirror 1700, the optical system 1500, and the beam splitter 1600. The detector 1300 may detect dental caries early by analyzing a wavelength region of incident light. For example, dental caries may be detected early by detecting information of green wavelength of light incident on the detector 1300. The first control unit 1400 may accurately determine an area in which dental caries exists by using dental caries data and surface information and color information of the object.
도시하지 않았지만, 상기 빔스플리터(1600)와 디텍터(1300) 사이에는 광학필터가 추가로 구비될 수 있다. 상기 광학필터는 황색필터일 수 있다. 상기 광학필터는 장파장을 투과시키는 필터일 수 있다, 상기 광학필터는 520nm이상의 광을 투과시키는 필터일 수 있다. 상기 광학필터가 추가적으로 장착되는 경우 상기 광학필터는 상기 오브젝트로부터 출력되는 광을 보다 정확히 감지할 수 있어 상기 스캐너(1000)는 치아우식증을 보다 정확히 검출할 수 있다.Although not shown, an optical filter may be further provided between the beam splitter 1600 and the detector 1300. The optical filter may be a yellow filter. The optical filter may be a filter for transmitting a long wavelength, the optical filter may be a filter for transmitting light of 520nm or more. When the optical filter is additionally mounted, the optical filter can more accurately detect the light output from the object, so that the scanner 1000 can more accurately detect dental caries.
이상에서 제 6 실시 예에서의 치아우식증 검출을 설명하였으나, 상기 치아 우식증 검출은 제 1 내지 제5 실시 예에서의 색상정보 및 미리보기 정보획득 모드에서 광원의 파장을 변경함으로써 구현될 수도 있다. 즉, 제1 내지 제5 실시 예에서 광원 및 제1 보조광원에서 출력되는 광원의 파장을 변경함으로써 치아우식증에 대한 조기검출이 가능하다.Although the above description has been made on the detection of dental caries in the sixth embodiment, the dental caries detection may be implemented by changing the wavelength of the light source in the color information and preview information acquisition modes of the first to fifth embodiments. That is, in the first to fifth embodiments, early detection of dental caries is possible by changing wavelengths of the light source and the light source output from the first auxiliary light source.
제1 내지 제6 실시 예에 따른 스캐너에 대한 상세한 설명은 구강 스캐너에 적용될 수 있다. 다만, 구강 스캐너로 한정하는 것은 아니며, 오브젝트의 형상정보 및 색상정보를 생성하기 위한 다른 스캐너에도 적용될 수 있다.Detailed descriptions of the scanners according to the first to sixth embodiments may be applied to the oral cavity scanner. However, the present invention is not limited to the oral cavity scanner, and may be applied to other scanners for generating shape information and color information of the object.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.In the above description of the configuration and features of the present invention based on the embodiment according to the present invention, the present invention is not limited thereto, and various changes or modifications can be made within the spirit and scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that such changes or modifications fall within the scope of the appended claims.

Claims (24)

  1. 오브젝트로부터 반사되는 광을 수광하여 신호를 생성하는 디텍터;A detector configured to receive light reflected from the object and generate a signal;
    전기신호에 의해 적어도 제1 상태 및 제2 상태를 포함하는 다수의 상태 사이에서 상태가 변경되는 광학계; 및An optical system whose state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal; And
    상기 디텍터 및 광학계를 제어하는 제어부를 포함하고,A control unit for controlling the detector and the optical system,
    상기 제어부는,The control unit,
    상기 광학계가 상기 제1 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 형상정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어하고,Controlling the optical system and the detector to generate shape information of the object when the optical system is in the first state,
    상기 광학계가 상기 제2 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 색상정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어하는 스캐너.And control the optical system and detector to generate color information of the object when the optical system is in the second state.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제어부는 상기 광학계가 상기 제2 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 미리보기 정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어하는 스캐너.And the controller controls the optical system and the detector to generate preview information of the object when the optical system is in the second state.
  3. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 다수의 상태는 제3 상태를 더 포함하고,The plurality of states further comprises a third state,
    상기 제어부는 상기 광학계가 상기 제3 상태에 있는 경우 광각 미리보기 정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어하는 스캐너.And the controller controls the optical system and the detector to generate wide-angle preview information when the optical system is in the third state.
  4. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 광학계의 표면형상은 상기 전기 신호의 인가여부와 관계없이 일정하게 유지되는 스캐너.The surface shape of the optical system is kept constant regardless of whether the electrical signal is applied.
  5. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 광학계는 액정렌즈인 스캐너.The optical system is a liquid crystal lens.
  6. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제어부는 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 볼록렌즈와 동일한 광학적 특성을 가지도록 전기신호를 인가하는 스캐너.And the control unit applies an electrical signal to have the same optical characteristics as the convex lens when the optical system is in the first state.
  7. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제어부는 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 볼록렌즈와 동일한 광학The control unit is the same optical as the convex lens when the optical system is in the first state
    적 특성을 가지는 프레넬 렌즈와 같이 동작하도록 전기신호를 인가하는 스캐너.A scanner that applies an electrical signal to act as a Fresnel lens with characteristic characteristics.
  8. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 광학계를 통해 상기 오브젝트로 광을 조사하는 광원을 더 포함하고, Further comprising a light source for irradiating light to the object through the optical system,
    상기 광원은 다수의 파장영역의 광이 혼합된 형태의 광을 출력하는 스캐너.The light source is a scanner for outputting light in the form of a mixture of light of a plurality of wavelength ranges.
  9. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 광원은 백색광을 출력하는 스캐너.The light source is a scanner for outputting white light.
  10. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 광학계는 다수의 상태에 따라 상기 광원으로부터의 광의 경로를 변환하는 스캐너.The optical system converts a path of light from the light source according to a plurality of states.
  11. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 광학계는 제1 상태에 있는 경우 상기 광원으로부터의 광을 파장영역별로 다른 초점거리를 가지도록 변환하여 출력하는 스캐너.And the optical system converts and outputs the light from the light source to have different focal lengths for each wavelength region when the optical system is in the first state.
  12. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 광학계는 제2 상태에 있는 경우 상기 광원으로부터의 광을 특성 변경없이 출력하는 스캐너.And the optical system outputs light from the light source without changing characteristics when in the second state.
  13. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 광학계는 제3 상태에 있는 경우 상기 광원으로부터의 광을 확산시켜 출력하는 스캐너.And the optical system diffuses and outputs the light from the light source when in the third state.
  14. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 디텍터는 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 표면 상에 초점이 위치하는 광을 수광하는 스캐너.And the detector receives light having a focus on a surface of the object when the optical system is in a first state.
  15. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 광학계가 제1 상태인 경우 상기 디텍터에 수광되는 광량은 상기 광학계가 제2 상태인 경우 상기 디텍터에 수광되는 광량보다 작은 스캐너.The amount of light received by the detector when the optical system is in the first state is less than the amount of light received by the detector when the optical system is in the second state.
  16. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 광학계가 제1 상태인 경우 상기 디텍터의 수광영역은 상기 광학계가 제2 상태인 경우 상기 디텍터의 수광영역보다 작은 스캐너.And the light receiving area of the detector when the optical system is in the first state is smaller than the light receiving area of the detector when the optical system is in the second state.
  17. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 광학계는 제1 상태 및 제2 상태가 교번하여 변경되도록 제어되는 스캐너.And the optical system is controlled such that the first state and the second state are alternately changed.
  18. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 광학계는 제1 상태, 제2 상태 및 제3 상태가 교번하여 변경되도록 제어되는 스캐너.And the optical system is controlled such that the first state, the second state, and the third state are alternately changed.
  19. 적어도 제1 파장 및 제2 파장을 포함하는 제1 광을 출력하는 광원; 및A light source for outputting first light including at least a first wavelength and a second wavelength; And
    전기신호에 의해 상태가 변화하는 광학계를 포함하고,An optical system whose state is changed by an electrical signal,
    상기 광학계는 제1 상태에서 제1 광의 색수차를 유발하여 제1 초점 깊이를 가지는 제2 광 및 제2 초점 깊이를 가지는 제3 광을 출력하고,The optical system induces chromatic aberration of the first light in a first state and outputs a second light having a first depth of focus and a third light having a second depth of focus,
    상기 광학계는 제2 상태에서 제1 광의 색수차를 유발하여 제3 초점 깊이를 가지는 제4 광 및 제4 초점 깊이를 가지는 제5 광을 출력하는 스캐너.And the optical system induces chromatic aberration of the first light in a second state to output a fourth light having a third depth of focus and a fifth light having a fourth depth of focus.
  20. 제19항에 있어서,The method of claim 19,
    상기 제3 초점 깊이와 제4 초점 깊이는 동일한 스캐너.The third and fourth focal depths are the same scanner.
  21. 제19항에 있어서,The method of claim 19,
    상기 제4 광 및 제5광은 발산하는 광의 형태를 가지는 스캐너.And the fourth light and the fifth light have a form of emitted light.
  22. 제19항에 있어서,The method of claim 19,
    상기 제2 광은 상기 제1 파장에 의해 유발되고, 상기 제3 광은 상기 제2 파장에 의해 유발되는 스캐너.The second light is caused by the first wavelength, and the third light is caused by the second wavelength.
  23. 제19항에 있어서,The method of claim 19,
    상기 광원은 적색광원, 청색광원 및 녹색광원을 포함하고,The light source includes a red light source, a blue light source and a green light source,
    상기 광원은 백색광을 출력하는 스캐너.The light source is a scanner for outputting white light.
  24. 오브젝트의 3차원 형상을 스캔하기 위한 스캐너로서,A scanner for scanning the three-dimensional shape of an object,
    광원;Light source;
    전기적 신호에 따라 상태의 변경이 가능하며, 상기 상태 변경에 따라 광학적 특성이 변경되는 광학계; 및An optical system capable of changing a state according to an electrical signal and changing an optical characteristic according to the state change; And
    적어도 R픽셀, G픽셀 및 B픽셀을 포함하는 단위 컬러 픽셀이 N x M 형태의 2차원 어레이 형태로 배열되어 있는 광센서;를 포함하며,And a light sensor in which unit color pixels including at least R pixels, G pixels, and B pixels are arranged in a two-dimensional array form of N × M.
    상기 스캐너가 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 광센서의 2차원 어레이에 포함된 N x M개의 단위 컬러 픽셀들 중 일부에만 상기 대상 오브젝트로부터 반사된 광에 따른 전기적 신호가 검출되고,When the scanner operates in the first mode, only an electrical signal according to the light reflected from the target object is detected in only some of the N x M unit color pixels included in the two-dimensional array of the optical sensor.
    상기 스캐너가 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 광센서의 2차원 어레이에 포함된 N x M개의 단위 컬러 픽셀들 모두에 상기 오브젝트로부터 반사된 광에 따른 전기적 신호가 검출되며,When the scanner operates in the second mode, an electrical signal is detected according to the light reflected from the object in all N x M unit color pixels included in the two-dimensional array of the optical sensor.
    상기 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 전기적 신호가 검출된 제1 단위 컬러 픽셀의 상기 픽셀 어레이 상에서의 2차원 좌표값과 상기 제1 단위 컬러 픽셀에 의해 검출된 컬러값은 상기 대상 오브젝트의 3차원 형상을 검출하는 데 사용되고,When operating in the first mode, the two-dimensional coordinate value on the pixel array of the first unit color pixel where the electrical signal is detected and the color value detected by the first unit color pixel are three-dimensional of the target object. Used to detect shape,
    상기 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 전기적 신호가 검출된 제2 단위 컬러픽셀의 상기 픽셀 어레이 상에서의 2차원 좌표값과 상기 제2 단위 컬러 픽셀에 의해 검출된 컬러값은 상기 오브젝트에 대한 2차원 이미지를 생성하는 데 사용되는 오브젝트의 3차원 형상을 스캔하기 위한 스캐너.When operating in the second mode, the two-dimensional coordinate value on the pixel array of the second unit color pixel from which the electrical signal is detected and the color value detected by the second unit color pixel are two-dimensional with respect to the object. Scanner for scanning three-dimensional features of objects used to create images.
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